建筑结构远程多功能监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种建筑结构远程多功能监测系统，包括固定桩体，固定桩体底部一侧设置有固定连接的水平刚性底座，底座上通过伺服电机支撑有支撑台，支撑台上通过旋转马达连接有望远镜，望远镜上设置有热源感应器、十字丝和激光测距器，与望远镜的目镜相对应设置有摄像头；支撑台上设置有双轴倾角传感器，支撑台底部设置有与其相接触的千分表，千分表下部设置于强磁铁上，强磁铁固定于水平刚性底座上；与望远镜的自动调焦镜头相对应地设置有标尺，标尺的顶部设置有热源，标尺底部固定于基准球上，标尺上还设置有感应灯；前述电器元件均通过数据线与信号采集控制器相连，信号采集控制器与数据处理终端相连。

Remote multifunctional monitoring system for building structure

The utility model discloses a multifunctional building structure of the remote monitoring system, including fixed pile, fixed pile bottom side is provided with a horizontal rigid base is fixedly connected with the base by a servo motor with the support of the supporting platform, the telescope by rotating motor is connected with a support table, a heat sensor, cross wire and laser ranging set the telescope, and the telescope eyepiece is corresponding to the camera; the support table is provided with a dual axis tilt sensor supporting table is arranged at the bottom part contacted with the dial gauge, dial gauge is arranged at the lower part of in strong magnetic iron, a strong magnet is fixed on a horizontal rigid base; automatic focusing lens and the telescope is correspondingly provided with ruler, ruler is arranged at the top of the heat source, scale is fixed at the bottom to the reference ball, rod is arranged on the induction lamp; the electric components are The signal acquisition controller is connected with the data processing terminal through a data line.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种土木建筑施工
，涉及安全施工及运营中的沉降、水平位移、高程、水平距离测量，尤其是一种建筑结构远程多功能监测系统。
技术介绍
沉降的准确、即时测量是建筑结构顺利施工的重要保障。此外，在建筑运营的过程中，尤其是运营初期，沉降的准确测量同样是关乎建筑安全的一项重要指标。为了能够准确反映出建筑物的准确沉降情况，需要在建筑物的构件内设置均匀分布的沉降观测点。目前比较老的技术是使用较多的是普通锚钉观测点，多为外露式，容易生锈等，使用寿命短，返修率高，而且外形不好看。也有一些改进技术，就是给观测点增加保护壳，但是，现有建筑物讲究外表的美观，尤其是很多高档住宅，对沉降观测标志的装饰性提出了更高的要求。因此目前广泛使用的安装在外立面的旧式的普通锚钉观测点已经不能满足很多工程外立面品质要求。此外现有的设备功能比较单一，只能完成沉降、水平位移、水平角度、高程、距离中的一种或者少数集中，能够独立完成所有功能的设备未见报道。目前设备测量仍然无法摆脱人力的限制，这不但增加测量的误差，而且数据采集密度很低。而且传统的沉降观测采用全站仪、水准仪、倾角仪等设备，采用几何水准、精力水准、垂直传高和三角高程相结合的方法进行，设备昂贵、操作复杂，操作人员专业要求高且每次测量均需要至少两名操作人员，这样进行建筑物沉降观测花费是非常不经济的。中国专利ZL98224523.8公开了一种便携式多功能测量仪，包括仪器架、激光架、铅垂调整装置、水平调整装置、刻度盘、计算器、罗盘、铅垂，激光器平行安置在仪器架上部，系线与铅垂相连，水平调整装置安置在仪器架底部。该装置主要依靠螺旋，罗盘以及铅垂来控制仪器架的水平和垂直；与机架相连的激光发射装置的水平状态，主要依赖机械制造过程中的控制，智能化程度不高，而且铅垂等控制垂直存在着观测误差。中国专利申请201110382820.8公开了一种用于检测建筑物沉降的管理系统及方法，采用几何光学原理,利用脉冲激光束作为检测信号源，在被检测建筑物上安装激光发射设备和激光接收设备，在另一不具备地理和空间变化随意性的地点或者建筑物上安装激光反射设备，安装时将来自被检测建筑物的激光束反射回安装在被检测建筑物的激光接收设备，并控制好光斑半径和激光接收设备的采集窗口半径后，即可对激光束进行检测，当任何一方建筑物发生相对位移，位移便能被检测到，然后通过无线信号传输模块传输到控制管理平台。沉降量和沉降速率是沉降测量里最为关心的，使用该装置时，发生沉降现象，光线也发生偏移，但仅能确定是否偏移，不能测出精确的偏移量，也不能智能纠正建筑物的沉降，实用性和适用范围都受到限制。中国专利ZL201520744029.0公开了一种激光测量建筑物沉降装置包括带刻度的平面镜、激光发射器、水平固定于原始地面和沉降后地面上的平面镜和竖直固定于被测建筑物外墙面上的平面镜，激光发射器发射的激光入射角为α，带刻度的平面镜与地面的夹角为90°-α，其中，0°<α<90°，竖直固定于被测建筑物外墙面上的平面镜固定于能接收到反射光线的位置。该装置利用平面镜反射原理，由于建筑的沉降量往往是较小的值，所以仪器的任何误差都会对结果有一定影响。利用镜面反射放大沉降量的同时也不断放大和传递了误差，保证放大效果就对于反射镜面和激光发射器要求极高，会大大增加设备的费用。因此其专利或者无法保证镜面的工艺要求而实用性低，或者在提高了镜面平整度后使设备非常昂贵。而且其需要保证两次测量镜面的角度和激光发射角度保持不变，这在施工和操作上很复杂。中国专利申请201510093449.1公开了一种用于建筑物施工及运营期沉降和收敛的在线监测方法，在拱顶沉降点安装反射板，可调节水平；拱腰处安装激光位移传感器I和激光位移传感器II，沉降点下方竖直安装激光位移传感器III；其中拱腰处激光位移传感器I向上射出激光并与竖直放置的激光位移传感器III射出的激光相交于反射板上一点；拱腰处激光位移传感器II水平射出激光与竖直放置激光位移传感器III水平相交；记录三角形AB边，AC边的长；移走激光位移传感器III，进入测试状态；当顶部沉降时，三角形AB边长度则变为BD，通过相似三角形性质定理，可得出CE长度，沉降尺寸AE=AC-CE；拱腰收敛则通过激光位移传感器II，测量BF长度，当BF长度变化为BF’时，则收敛=BF-BF’。为了保证其相似三角形的可靠性以及激光光路的稳定性，该装置测量环境假定为隧道或其他拱形观测物仅发生竖直以及侧向方向上的位移，而建筑剖切面并没有发生变形的情况，并不特别适用于常见的各类住宅、厂房等建筑物变形情况。并且通过检索在国内并没有发现同类的组合利用倾角传感器、伺服电机、位移传感器等先进技术的专利，也没有同类专利可以测量建筑结构的多种位移和位置参数。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术中的建筑物沉降测量结构测量操作复杂、难以永久保存、成本高以及测量数据获取麻烦、数据不准确、不能连续测量、不能自动化、不能远程控制的问题，提供一种建筑结构远程多功能监测系统，该系统结构简单、耐久性强、精度高、自动化程度高、经济实用、更加智能。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种建筑结构远程多功能监测系统，包括一竖直设置的固定桩体，固定桩体底部一侧设置有与其固定连接的水平刚性底座，所述底座上通过竖向设置的伺服电机支撑有支撑台，支撑台上通过旋转马达连接有横向设置的望远镜，望远镜上设置有热源感应器、十字丝和激光测距器，与望远镜的目镜相对应设置有一摄像头；所述支撑台上设置有双轴倾角传感器，支撑台底部设置有与其相接触的千分表，千分表下部设置于强磁铁上，强磁铁固定于水平刚性底座上；与望远镜的自动调焦镜头相对应的设置有一竖向的标尺，标尺的顶部设置有热源，标尺底部固定于基准球上，标尺上还设置有感应灯；所述摄像头、千分表、伺服电机、双轴倾角传感器、旋转马达、激光测距仪、自动调焦镜头和热源感应器均通过数据线与信号采集控制器相连，信号采集控制器与数据处理终端相连。所述固定桩体为混凝土柱，混凝土柱提供监测基准点，并提供安装设备的平台。所述伺服电机有三个，三个伺服电机分别通过球铰与支撑台底部相连，伺服电机用于升降支撑台，球铰配合竖向伺服电机灵活的升降支撑台。所述三个伺服电机成等腰三角形布置，且等腰三角形的高等于底边长度。所述双轴倾角传感器的纵向投影处于三个伺服电机组成的等腰三角形的中心处。所述望远镜外部中间位置通过一旋转马达连接于支撑台上，旋转马达动作能够使望远镜旋转。所述固定桩体和水平刚性底座组合后呈L形设置，处于刚性底座上部的伺服电机、支撑台、千分表、强磁铁、望远镜、摄像头和信号采集控制器被一个密封的透明罩罩住，即除了标尺、热源、基准球、感应灯和数据处理终端外，前述所有部件均在透明罩中，透明罩起到防风、防雨和防护作用。所述基准球为硬质不锈钢球，基准球下部和钢筋相连，钢筋则由混凝土浇筑密封成螺旋体。所述数据处理终端为手机或电脑。与现有技术相比，本技术的有益效果体现在以下点：1.远程控制：本系统基本完全实现远程控制，提高了效率，并为长期的沉降和水平位移观测提供了便利；2.精确提高十倍：理论上可以达到0.01mm级；3.功能齐全：可以测沉降、水平角度、水平位移、高程；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑结构远程多功能监测系统，其特征是，包括一竖直设置的固定桩体，固定桩体底部一侧设置有与其固定连接的水平刚性底座，所述底座上通过竖向设置的伺服电机支撑有支撑台，支撑台上通过旋转马达连接有横向设置的望远镜，望远镜上设置有热源感应器、十字丝和激光测距器，与望远镜的目镜相对应设置有一摄像头；所述支撑台上设置有双轴倾角传感器，支撑台底部设置有与其相接触的千分表，千分表下部设置于强磁铁上，强磁铁固定于水平刚性底座上；与望远镜的自动调焦镜头相对应的设置有一竖向的标尺，标尺的顶部设置有热源，标尺底部固定于基准球上，标尺上还设置有感应灯；所述摄像头、千分表、伺服电机、双轴倾角传感器、旋转马达、激光测距仪、自动调焦镜头和热源感应器均通过数据线与信号采集控制器相连，信号采集控制器与数据处理终端相连。

【技术特征摘要】
1.一种建筑结构远程多功能监测系统，其特征是，包括一竖直设置的固定桩体，固定桩体底部一侧设置有与其固定连接的水平刚性底座，所述底座上通过竖向设置的伺服电机支撑有支撑台，支撑台上通过旋转马达连接有横向设置的望远镜，望远镜上设置有热源感应器、十字丝和激光测距器，与望远镜的目镜相对应设置有一摄像头；所述支撑台上设置有双轴倾角传感器，支撑台底部设置有与其相接触的千分表，千分表下部设置于强磁铁上，强磁铁固定于水平刚性底座上；与望远镜的自动调焦镜头相对应的设置有一竖向的标尺，标尺的顶部设置有热源，标尺底部固定于基准球上，标尺上还设置有感应灯；所述摄像头、千分表、伺服电机、双轴倾角传感器、旋转马达、激光测距仪、自动调焦镜头和热源感应器均通过数据线与信号采集控制器相连，信号采集控制器与数据处理终端相连。2.如权利要求1所述的建筑结构远程多功能监测系统，其特征是，所述固定桩体为混凝土柱，混凝土柱提供监测基准点，并提供安装设备的平台。3.如权利要求1所述的建筑结构远程多功能监测系统，其特征是，所述伺服电机有三个，三个伺服电机分别通过球铰与支撑台底部相连，伺服电机用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵联桢，陈生水，石北啸，钟启明，茅加峰，赵曰良，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，海南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32