基于激光测距的储罐基础沉降监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于激光测距技术的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机、丝杠、激光测距模块、滑台、光滑导杆、顶盖、下底板、中间板、电路控制板、电源、方形外壳、光电门、碰撞开关；下底板顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠和光滑导杆，丝杠和光滑导杆从下到上依次穿过滑台和中间板，丝杠上端固定在步进电机上，光滑导杆上端固定于中间板；滑台通过螺母与丝杠配合，滑台设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块；中间板固定步进电机和光滑导杆，中间板上有长方形通孔用以排线穿过，下部设有光电门；电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方。本发明专利技术具有成本低、误差小、高精度、高效率、高度自动化的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于激光测距的储罐基础沉降监测装置
本专利技术属于结构沉降监测领域，具体地，涉及一种基于激光测距技术的储罐基础沉降监测装置。
技术介绍
大型储罐作为国家石油储备的主要设备，其建设一直朝着大型化的方向发展。由于储罐的体积庞大，微小的沉降在日常巡检和维护中难以用肉眼观察到。只有当沉降量积累到一定程度，发生功能性故障时，才会被发现。但此时沉降已不可逆转，严重时会导致浮盘倾斜、油罐倾覆等重大事故。因此，需要通过科学的检测手段来消除事故隐患。储罐在试水预压沉降后，随着基础不断压实而沉降；储罐在风压和地震等不均匀外载荷长期作用下，易产生不均匀基础压力；基础施工质量，基础下地层自然缓慢沉降，也会产生储罐基础沉降。储罐基础沉降量主要由三部分组成：均匀沉降、平面倾斜沉降和不均匀沉降。其中平面倾斜沉降和不均匀沉降对储罐能否正常工作产生直接影响。储罐沉降量与储罐直径大小、基础底面压力的高低、地基土质的好坏等因素有关。另外，大量工程实例证明，地基承载力不是一成不变的；不同等级的地震对储罐遭到不同程度的破坏。这两类问题，都可能引发了严重的次生灾害，导致原油泄漏，造成的环境污染、火灾等，既给人民群众和国家造成了重大经济损失，也使地球生态环境受到很大程度的威胁。储罐基础沉降的检测评定，前提是要测量出基础各个点在空间中的坐标，然后对这些测量点进行相应的计算，从而对储罐的基础沉降做出评估。根据国内外学术期刊论文及专利的调查与研究，储罐沉降的检测系统基本采用常规测量方法——全站仪。全站仪是一种光机电算一体化的高精度测量仪器，可以精确测量空间坐标点，具有功能强、精度高、速度快等特点。但该方法误差大、效率低,无法实现自动、实时监测,需要固定人员、使用固定仪器,以免引入更大的人为误差。因此，需要实时准确掌握储罐沉降量，通过理论分析和数值仿真计算给出高精度的储罐基础沉降评估临界值，基于多参数监测数据与评估临界值对比分析，给出可靠的安全评价，为安全运行或及时维修提供可靠的保障。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的不足，本专利技术提供一种基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，以激光测距模块为核心可实时地监测储罐基础沉降并记录数据。同时结合历史监测数据和预设的临界值进行分析，系统可以给出储罐当前运行状态的科学判断及预测结果。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机、丝杠、激光测距模块、滑台、光滑导杆、顶盖、下底板、中间板、电路控制板、电源、方形外壳、光电门、碰撞开关；方形外壳、顶盖和下底板构成整体外壳；下底板顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠和光滑导杆，丝杠和光滑导杆从下到上依次穿过滑台和中间板，丝杠上端固定在步进电机上，光滑导杆上端固定于中间板；滑台通过螺母与丝杠配合，将丝杠的旋转运动转换为自身的直线运动，滑台通过直线轴承与光滑导杆配合，保证自身平动且减小摩擦，滑台设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块；中间板固定在装置约三分之二高度处，用以固定步进电机和光滑导杆，中间板上有长方形通孔用以排线穿过，下部设有光电门；电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方，电路控制板主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块。相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：基于激光测距的储罐基础沉降监测装置具有成本低、误差小、高精度、高效率、高度自动化的特点；可以得到储罐沉降的精确数值，为储罐的安全运行或及时维修提供可靠保障。附图说明图1a是储罐基础沉降监测装置的立体示意图；图1b是储罐基础沉降监测装置的剖视示意图；图2是储罐基础沉降监测装置内部的立体示意图；图3是下底板的立体示意图；图4a是滑台的立体示意图；图4b是滑台的剖视示意图；图5是中间板的立体示意图；图6是激光标识装置的立体示意图；图中：1、方形外壳，2、顶盖，3、电源，4、光电门发射端，5、碰撞开关，6、激光测距模块，7、光滑导杆，8、下底板，9、丝杠，10、滑台，11、光电门接收端，12、中间板，13、步进电机，14、电路控制板，15、凸台，16、橡胶塞，17、L形板，18、螺母，19、直线轴承，20、激光标识装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1a、图1b、图2，基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机13、丝杠9、激光测距模块6、滑台10、光滑导杆7、顶盖2、下底板8、中间板12、电路控制板14、电源3、方形外壳1、光电门4和11、碰撞开关5；方形外壳1、顶盖2和下底板8构成整体外壳；下底板8顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠9和光滑导杆7，丝杠9和光滑导杆7从下到上依次穿过滑台10和中间板12，丝杠9上端固定在步进电机13上，光滑导杆7上端固定于中间板12；滑台10通过螺母18与丝杠9配合，将丝杠9的旋转运动转换为自身的直线运动，滑台10通过直线轴承19与光滑导杆7配合，保证自身平动且减小摩擦，滑台10设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块6；中间板12固定在装置约三分之二高度处，用以固定步进电机13和光滑导杆7，中间板12上有长方形通孔用以排线穿过，同时下部设有光电门4、11；电源3放置在中间板12的上部，电路控制板14放置在步进电机13上方，电路控制板14主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块。如图1a和图1b所示，方形外壳1上每一侧面设有四个沉头孔，其中与底端相邻两个沉头孔与下底板8通过螺丝连接，使下底板8与方形外壳水平固定；每一侧面上距底端大约三分之二处的两个沉头孔与中间板12通过螺丝连接，使中间板12与方形外壳水平固定；方形外壳1顶部的四个角各有一个螺纹孔，用于与顶盖2的四个角上的沉头孔配合连接，使方形外壳1与顶盖2固定；方形外壳1的正面有矩形开口，矩形开口处用胶粘合玻璃，玻璃的透明性便于激光测距模块6发射激光进而正常工作；玻璃和顶盖2的密封效果保证内部零件不受外界环境干扰。如图3所示，下底板8顶面设有两个圆形盲孔，一个较大、一个较小，其中较大盲孔放置滚动轴承，滚动轴承内壁与丝杠9配合，减少丝杠9在转动时的摩阻；较小盲孔固定光滑导杆7；下底板8侧面各设两个螺纹孔，下底板8通过螺丝固定于方形外壳1上。如图2所示，丝杠9上端与步进电机13连接，即步进电机13带动丝杠9转动，丝杠9从下到上依次穿过下底板8、滑台10和中间板12，丝杠9下端穿过轴承固定于下底板8的圆形盲孔，上端穿过中间板12后与步进电机13连接；丝杠9与滑台10上的螺母18相配合，将丝杠9的旋转运动转换为滑台10的直线运动；光滑导杆7从下到上依次经过下底板8、滑台10及中间板12，上端穿过与中间板固定，下端与下底板8通过盲孔固定，通过直线轴承19与滑台10滑动连接，保证滑台10平动时减小摩擦。如图4a、4b所示，滑台10上部有两个阶梯型圆孔，较大的阶梯圆孔上通过三个螺栓与螺母18连接，螺母18与丝杠9配合，将丝杠9的旋转运动转换为直线运动；较小的阶梯圆孔放置直线轴承19，并用带有中央孔的橡胶塞16加紧固定，该中央孔与直线轴承19的中央孔同轴心，光滑导杆7穿过橡胶塞16和直线轴承19的中央孔，用以保证滑台10可上下平动，减少摩擦。滑台10上部有两个螺纹孔，用于与L形板17上的两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机、丝杠、激光测距模块、滑台、光滑导杆、顶盖、下底板、中间板、电路控制板、电源、方形外壳、光电门、碰撞开关；方形外壳、顶盖和下底板构成整体外壳；下底板顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠和光滑导杆，丝杠和光滑导杆从下到上依次穿过滑台和中间板，丝杠上端固定在步进电机上，光滑导杆上端固定于中间板；滑台通过螺母与丝杠配合，将丝杠的旋转运动转换为自身的直线运动，滑台通过直线轴承与光滑导杆配合，保证自身平动且减小摩擦，滑台设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块；中间板固定在装置三分之二高度处，用以固定步进电机和光滑导杆，中间板上有长方形通孔用以排线穿过，下部设有光电门；电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方，电路控制板主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，包括：步进电机、丝杠、激光测距模块、滑台、光滑导杆、顶盖、下底板、中间板、电路控制板、电源、方形外壳、光电门、碰撞开关；方形外壳、顶盖和下底板构成整体外壳；下底板顶面上设有两个盲孔，分别用以固定丝杠和光滑导杆，丝杠和光滑导杆从下到上依次穿过滑台和中间板，丝杠上端固定在步进电机上，光滑导杆上端固定于中间板；滑台通过螺母与丝杠配合，将丝杠的旋转运动转换为自身的直线运动，滑台通过直线轴承与光滑导杆配合，保证自身平动且减小摩擦，滑台设有支撑板和L形板用以固定激光测距模块；中间板固定在装置三分之二高度处，用以固定步进电机和光滑导杆，中间板上有长方形通孔用以排线穿过，下部设有光电门；电源放置在中间板的上部，电路控制板放置在步进电机上方，电路控制板主要包括主控芯片、无线通信模块以及RTC模块。2.根据权利要求1所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，方形外壳上每一侧面设有四个沉头孔，其中与底端相邻两个沉头孔与下底板通过螺丝连接，使下底板与方形外壳水平固定；每一侧面上距底端大约三分之二处的两个沉头孔与中间板通过螺丝连接，使中间板与方形外壳水平固定；方形外壳顶部的四个角各有一个螺纹孔，用于与顶盖的四个角上的沉头孔配合连接，使方形外壳与顶盖固定；方形外壳1的正面有矩形开口，矩形开口处用胶粘合玻璃，玻璃的透明性便于激光测距模块发射激光进而正常工作。3.根据权利要求1-2所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，下底板顶面设有两个圆形盲孔，一个较大、一个较小，其中较大盲孔放置滚动轴承，滚动轴承内壁与丝杠配合，较小盲孔固定光滑导杆；下底板侧面各设两个螺纹孔，下底板通过螺丝固定于方形外壳上。4.根据权利要求1-3所述的基于激光测距的储罐基础沉降监测装置，其特征在于，丝杠从下到上依次穿过下底板、滑台和中间板，丝杠下端穿过轴承固定于下底板的圆形盲孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉坤，于文广，吉洁，王德儒，刘佳，崔康娜，于杰荣，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37