[發明專利]一種在線實時沉降觀測設備和方法

有效

• 申請號: 202110184370.5
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112781548B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陳立平;朱漢華
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C15/00
• 代理公司: 北京一枝筆知識產權代理事務所(普通合伙) 11791
• 代理人: 張慶瑞

1.一種在線實時沉降觀測設備，其特征在于，包括：

基準器(1)，設置于基準點處、且設有基準容腔(11)；

觀測器(2)，設置于觀測點處、且設有觀測容腔(21)；

指示器(3)，通過連通管(5)分別與所述基準器(1)和所述觀測器(2)連通、且設有指示管(31)，所述指示管(31)的一端與所述基準器(1)連通，另一端與所述觀測器(2)連通，所述指示管(31)的橫截面積分別小于所述基準容腔(11)和所述觀測容腔(21)的橫截面積，所述基準容腔(11)、所述觀測容腔(21)、所述連通管(5)和所述指示管(31)形成連通腔體，所述連通腔體內設有流動的液體(6)；采集器(4)設置于所述指示器(3)的一側，用于采集所述指示器(3)的圖像信息，采集器4與遠程圖像識別設備連接，遠程圖像識別設備采用遠程圖像識別技術和算法，是利用數值圖像識別技術，通過監測相機圖像的實時識別；

所述指示器(3)包括：

指示面板(32)，與所述指示管(31)連接，所述指示面板(32)上設有指示示數；

移動件(33)，分別與所述指示管(31)和所述指示面板(32)連接，所述移動件(33)以所述液體(6)移動的推力為驅動力，用于顯示所述液體(6)的移動量；所述指示管(31)彎曲設置于所述指示面板(32)上；所述指示管(31)內液面高度分別小于所述基準容腔(11)和所述觀測容腔(21)內液面高度，所述指示管(31)與所述觀測器(2)連通的一端高于另一端。

2.根據權利要求1所述的一種在線實時沉降觀測設備，其特征在于，所述基準器(1)、所述觀測器(2)和所述指示管(31)分別設有多個、且一一對應，多個所述指示管(31)均設置于所述指示面板(32)上；利用基準器、采集器和指示器的內徑差對沉降信息進行放大處理，并用氣泡移動進行信息采集，從而達到測試微小沉降的目的，實現沉降測量的高精度。

3.根據權利要求1所述的一種在線實時沉降觀測設備，其特征在于，所述移動件(33)為氣泡閥，所述氣泡閥為單向閥。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種在線實時沉降觀測設備，其特征在于，所述液體(6)為有色液體。

5.一種在線實時沉降觀測方法，其特征在于，具體步驟包括：

步驟1、根據基準點水箱內徑R₁、觀測點水箱內徑R₂和沉降量h，得到沉降測量過程中產生位移的水的體積其中h₁為基準點水箱液面下降高度，當R₁與R₂相同時，h₁＝0.5h；

步驟2、根據基準點水箱內徑R1、觀測點水箱內徑R2、標尺板管路內徑r、標尺板管路長度s、溫度T、沉降量h得到氣泡移動距離L，進而得到氣泡移動距離L與基準點水箱液面下降高度h₁之間的關系：

步驟3、得到觀測點沉降量h與氣泡移動距離L之間的關系為

進而根據氣泡移動距離L得到觀測點沉降量h。

6.根據權利要求5所述的一種在線實時沉降觀測方法，其特征在于，所述步驟2具體步驟包括：

步驟2.1、根據基準點水箱內徑R1、觀測點水箱內徑R2、標尺板管路內徑r、標尺板管路長度s、溫度T、沉降量h進行正交實驗，得到標尺板管路內氣泡在沉降測量過程中產生的移動距離與時間的關系；

步驟2.2、建立氣泡移動距離L與時間t的關系曲線，擬合一個趨勢函數L＝f(t)即得到預測模型；

步驟2.3、觀測得到多個時刻的氣泡位置，根據預測模型預測氣泡最終穩定位置即漸近線的位置，得到氣泡移動距離L。

7.根據權利要求6所述的一種在線實時沉降觀測方法，其特征在于，所述步驟2.3具體步驟包括：

步驟2.3.1、根據趨勢函數L＝f(t)觀測得到與趨勢函數接近的氣泡移動距離L與時間t的坐標取值(t₁,L₁)、(t₂,L₂)；

步驟2.3.2、將坐標取值結果代入L＝f(t)，確定待定參數，進而得到漸近線位置。