[發明專利]一種回填土狀況監測裝置及其監測方法

在審

• 申請號: 202111257322.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN114062650A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 郭宏;張玉群;梅富全;渠欣榮;蓋紅衛;王雯;竇盛潤
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01F23/64;G01B21/32
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 趙禛

1.一種回填土狀況監測裝置，它包括空心基座（1）、空心固定球（3）、空心活動球（8）和驅動裝置，其特征在于：

所述空心基座（1）側壁的下部設置有接口，空心固定球（3）的側壁上設置有接頭（2），接頭（2）的軸線方向與空心固定球（3）的直徑方向重合，接頭（2）插裝于接口中并與接口固定連接，空心固定球（3）的側壁中沿赤道方向設置線圈A（6），線圈A（6）通電后空心固定球（3）中產生垂直于赤道平面的磁場，空心固定球（3）的外表面上根據需要貼附若干壓力檢測應變片（7），在空心固定球（3）的側壁上等圓心角位置處設置若干外滲水孔（5），并且外滲水孔（5）的軸線方向均指向空心固定球（3）的球心，外滲水孔（5）的外端端口位置處設置濾布（4）；

所述空心活動球（8）設置于空心固定球（3）的內部，空心活動球（8）的底部填充輕質微球，與所述接口位置相對應的空心活動球（8）的側壁上沿水平方向設置弧形導槽（17），空心活動球（8）的側壁上設置有內滲水孔（9）；

支撐桿（10）的軸線方向與接口的軸線方向共線，支撐桿（10）的一端固定安裝在空心基座（1）空腔的內壁上，支撐桿（10）的另一端依次貫穿接頭（2）、弧形導槽（17）并延伸至空心活動球（8）的心部，支撐桿（10）自由端的端部固定安裝微型攝像頭（11）和激光測距儀，支撐桿（10）的心部設置有導線過孔；

所述驅動裝置固定安裝在空心活動球（8）的內壁上，并且驅動裝置位于赤道平面上，驅動裝置包括矩形線圈固定框（16）、線圈Ⅰ（12）、線圈Ⅱ（13）、線圈Ⅲ（14）和線圈Ⅳ（15），線圈Ⅰ（12）、線圈Ⅱ（13）、線圈Ⅲ（14）和線圈Ⅳ（15）分別設置于矩形線圈固定框（16）的四條邊框上，并且安裝線圈Ⅰ（12）的邊框設置于支撐桿（10）中，安裝線圈Ⅰ（12）的邊框與相鄰的邊框柔性連接，安裝線圈Ⅳ（15）的邊框與安裝線圈Ⅰ（12）的邊框相對設置，安裝線圈Ⅳ（15）的邊框與空心活動球（8）的內壁固定連接，線圈Ⅰ（12）、線圈Ⅱ（13）、線圈Ⅲ（14）和線圈Ⅳ（15）依次串聯，驅動裝置驅動空心活動球（8）相對于空心固定球（3）的沿赤道方向順時針或者逆時針做旋轉運動，使外滲水孔（5）與內滲水孔（9）沿軸線方向對齊或者錯位。

2.根據權利要求1所述的一種回填土狀況監測裝置，其特征在于：所述空心固定球（3）的壁厚大于空心活動球（8）的壁厚。

3.根據權利要求1所述的一種回填土狀況監測裝置，其特征在于：所述空心基座（1）為空心立柱、空心墻壁或者空心基座側壁。

4.根據權利要求1或3所述的一種回填土狀況監測裝置，其特征在于：所述線圈A（6）的兩端由空心基座（1）延伸至土體狀況監測裝置的外部并與電源的正負極電連接；

所述壓力檢測應變片（7）的信號線、微型攝像頭（11）的信號線和激光測距儀的信號線由空心基座（1）延伸至土體狀況監測裝置的外部并與對應的信號接收儀器電連接。

5.根據權利要求4所述的一種回填土狀況監測裝置，其特征在于：所述電源為變壓電源，電壓均勻增大或者減小。

6.根據權利要求1所述的一種回填土狀況監測裝置，其特征在于：所述支撐桿（10）的材質為絕緣材料。