一种变形监测综合系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种变形监测综合系统及其使用方法，所述系统包括中央处理器、显示设备、通讯设备、电源，以及若干监测装置；中央处理器为整个系统的核心部件，至少包括数据处理单元、预警单元；数据处理单元，用于处理监测装置采集的数据；预警单元，用于根据数据处理单元的处理结果，生产相应的预警信号，通过显示设备显示，并作用于根据需要而设置的报警单元。本发明专利技术的使用方法对采集的数据进行全面的综合分析，提供更科学的、具有实际参考意义的监测结果。本发明专利技术的技术方案自动化、智能化程度高，改变了传统的点对点的测量方式，更加注重整体性计算工程的变形情况，更加科学、合理。

【技术实现步骤摘要】
一种变形监测综合系统及其使用方法
本专利技术涉及建设工程监测领域，具体涉及一种变形监测综合系统及其使用方法。
技术介绍
随着国家基础设施建设的推进，地铁、铁路、公路隧道、城市过江隧道、输油管线、水利管线等工程安全监测的需求逐步增多，监测的要求也逐渐提高。在建设工程的施工和运营过程中，尤其是地下工程、大型建筑物，都需要进行有效的变形监测。在施工早期，已经发生了30%左右的变形，这就迫切需要尽可能早的建立变形监测数据分析机制。目前，现有技术中仍然存在采用钢尺、收敛计等传统工具进行变形监测，这些方法虽然原理简单、易学易用，但是这些方法过多的耗费时间，且方式落后、精度偏低，与自动化、智能化的目标大相径庭。随着技术的发展，人们逐步采用全站仪、三维激光扫描仪等设备进行变形监测，这些设备价格较为昂贵，且对使用环境要求较高。专利CN202074964U公开了一种隧道收敛激光系统，该系统通过控制线缆连接测量按钮进行测量；但是该系统需要安装与激光发射装置对应的靶点。专利CN101458069B公开了一种隧道围岩变形监测方法及其检测系统，该系统通过稳定围岩上的激光器监测不稳定围岩上的光敏信号监测器；但是该系统需要设置安装与激光发射装置对应的光敏信号监测器。鉴于被监测的部位往往是变形较大的不稳定位置，因此，无论是在这些位置安装靶点，还是安装光敏信号监测器，都容易受到破坏。破坏后原来的位置并不容易恢复，或者说根本没办法准确恢复，会给监测工作带来麻烦。目前现有技术中的监测方式，要么采用现场记录数据，事后整理的方式，或者采用测绘设备进行当期数据的存储，事后将数据导出到电脑中进行处理。即，监测方式没有实现自动化、智能化，监测工作过多的依靠人的经验和人力。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术采用如下的技术方案：一种变形监测综合系统，其特征在于：所述系统包括中央处理器、显示设备、通讯设备、电源，以及若干监测装置。所述中央处理器为整个系统的核心部件，至少包括数据处理单元、预警单元。所述数据处理单元，用于处理监测装置采集的数据。所述预警单元，用于根据数据处理单元的处理结果，产生相应的预警信号，通过显示设备显示，并作用于根据需要而设置的报警单元。作为一种选择，与所述中央处理器的预警单元相对应的，在监测装置上设置有声光报警单元。作为一种选择，所述显示设备为显示屏幕。所述监测装置为多个，根据需要设置在相应的位置上。所述监测装置包括角度传感器、激光测距仪、二维调节装置、无线信号收发器、数据采集与控制器、连接线缆、支架、电源。所述角度传感器包括角度度盘和角度数据采集装置。所述角度传感器用于获取激光线束的出射角度，即激光线束在竖直面上与水平线的夹角。所述激光测距仪获取监测装置与监测点之间的距离。所述二维调节装置用于调节监测装置在水平方向上的平整度和竖直方向的垂直度。作为一种选择，所述二维调节装置包括水平调节装置和竖直调节装置，所述水平调节装置用于调节监测装置在水平方向的平整度，所述竖直调节装置用于调节监测装置在竖直方向上的垂直度。经过调节，所述激光测距仪的激光线束出射方向是在竖直平面内的。经过调节，所述角度传感器的零度方向是在水平方向上的。所述监测装置包括旋转轴，所述激光测距仪绕着旋转轴做旋转运动。所述旋转运动是在竖直面内进行的。所述无线信号收发器用于将角度信息和距离信息传递给中央处理器。同时被传递的信息还可以包括测量时刻。作为一种选择，无线信号收发器根据需要可以替换为线缆（传输）。所述数据采集与控制器，用于控制角度传感器和激光测距仪按照时间间隔或者采样时间进行数据采集，并将数据通过无线信号收发器（或其他数据传输通道）发送给中央处理器。所述连接线缆用于将“数据采集与控制器”和角度传感器、激光测距仪、无线信号收发器等连接。所述电源为数据采集与控制器、角度传感器、激光测距仪、无线信号收发器等设备供电，并通过连接线缆连接。作为一种选择，所述监测装置还包括补光灯，所述补光灯能够根据采集数据时的照明情况，自动的进行照明，所述照明用光照强度根据环境亮度而定。所述监测装置的主体结构通过支架安装于测量位置，所述主体结构包括一个连接底座。所述连接底座包括下部、中部和上部。所述连接底座的下部固定连接到支架，作为一种选择，所述连接方式可以为螺纹，如支架包括外螺纹，连接底座下部包括与支架上的外螺纹相适配的内螺纹。进一步的，在连接底座上部设置有激光测距仪、角度传感器、无线信号收发器、数据采集与控制器。所述激光测距仪可以在竖直方向上进行自由转动，所述转动由电机驱动。所述激光测距仪的转动角度被角度传感器记录。水平调节装置和竖直调节装置构成了二维调节装置。所述水平调节装置为设置在所述连接底座中部的的三个旋转螺钉，以及设置在连接底座上部的圆水准气泡，用于对监测装置进行水平调节。通过调节三个旋转螺钉，使得圆水准气泡处于中央，此时，连接底座上部为水平状态。所述竖直调节装置为设置在激光测距仪上的横水准管气泡，用于对监测装置进行垂直调节。通过调节横水准管气泡，当气泡处于横水准管中央时，所述激光测距仪的出射方向为水平方向。完成横水准管气泡调节后，角度传感器记住此时的角度盘位置，并定义为“零度”。上述监测装置的调平工作也可以由电子安平部件完成。监测装置完成自动安平之后，由数据采集与控制器通过电机驱动激光测距仪从零度开始采集距离，并且测量时刻、测量角度、测量距离被记录下来，形成数据组（Tij，Cj,Lj）,并通过无线信号收发器传输到中央处理器。其中i监测装置编码，j表示采集时刻序号编码。Cj的理论角度范围为0°-180°。所述电机驱动激光测距仪按照一定的角度间隔进行采样，所述电机的工作模式由中央处理器设置，并由数据采集与控制器操控完成。上述记录的数据中，以角度传感器采集的实际角度为准。所述角度传感器通过角度度盘和角度数据采集装置来记录激光测距仪的出射角度。进一步的，所述支架整体呈杆状，包括依次连接的固定端、杆部，以及连接端；所述支架通过“爪”形的固定端将其固定在混凝土壁之中，所述混凝土壁是现场浇筑而成，“爪”形的固定端牢固的结合到混凝土壁之中。所述杆部为圆柱状的杆子。所述支架由防腐、防锈金属制成。所述连接端表面为外螺纹。所述连接端靠近外缘的位置为倒角。所述倒角为一圈斜形，为了便于外螺纹上拧螺母，也便于保护盖能够比较方便的扣到连接端上。所述支架包括配套的保护盖。所述保护盖为U形，U形端口内侧为倒角，所述倒角内低外高，端口表面向内倾斜。所述U形保护盖内壁为具有弹性的内软膜，所述内软膜与连接端的外螺纹相适配（接触，且大小合适）。所述U形保护盖外壁为一层具有弹性的外软膜，所述内/外软膜为高分子材料组成，具有高韧性，且防水防腐。所述保护盖底部具有若干通孔，通孔能够将U形盖内的气体导出，是保护盖能够顺利扣上连接端的前提。一种变形监测综合系统的使用方法，采用前述实施例任何之一所述的变形监测综合系统，其特征在于包括如下的步骤：（1）设备安装；在监控室内安装中央处理器、显示设备、通讯设备、电源；在施工现场安装若干监测装置。施工初期，在对开挖面进行混凝土加固时，将支架的“爪”形固定端固定在混凝土内，支架杆部露出来，并用保护盖对连接端进行保护。安装后，所述支架杆部的轴线方向与该断面处的法线方向一致。所述监测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变形监测综合系统，其特征在于：所述系统包括中央处理器、显示设备、通讯设备、电源，以及若干监测装置。

【技术特征摘要】
1.一种变形监测综合系统，其特征在于：所述系统包括中央处理器、显示设备、通讯设备、电源，以及若干监测装置。2.根据权利要求1所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：所述中央处理器包括数据处理单元、预警单元；所述数据处理单元，用于处理监测装置采集的数据；所述预警单元，用于根据数据处理单元的处理结果，产生相应的预警信号，通过显示设备显示，并作用于根据需要而设置的报警单元。3.根据权利要求2所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：所述监测装置包括激光测距仪、角度传感器、二维调节装置、无线信号收发器、数据采集与控制器、连接线缆、支架、电源；所述激光测距仪获取监测装置与监测点之间的距离；所述角度传感器包括角度度盘和角度数据采集装置；所述角度传感器用于获取激光测距仪的激光线束的出射角度，即激光线束在竖直面上与水平线的夹角；所述二维调节装置用于调节监测装置在水平方向上的平整度和竖直方向的垂直度；所述二维调节装置包括水平调节装置和竖直调节装置，所述水平调节装置用于调节监测装置在水平方向的平整度，所述竖直调节装置用于调节监测装置在竖直方向上的垂直度；所述监测装置包括旋转轴，所述激光测距仪绕着旋转轴做旋转运动；所述旋转运动是在竖直面内进行的；所述无线信号收发器用于将角度信息和距离信息传递给中央处理器；所述数据采集与控制器，用于控制角度传感器和激光测距仪按照时间间隔或者采样时间进行数据采集，并将数据通过无线信号收发器发送给中央处理器；所述连接线缆用于将“数据采集与控制器”和角度传感器、激光测距仪、无线信号收发器连接；所述电源为数据采集与控制器、角度传感器、激光测距仪、无线信号收发器供电，并通过连接线缆连接。4.根据权利要求3所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：所述监测装置的主体结构通过支架安装于测量位置，所述主体结构包括一个连接底座；所述连接底座包括下部、中部和上部；所述连接底座的下部固定连接到支架；在连接底座上部设置有激光测距仪、角度传感器、无线信号收发器、数据采集与控制器；所述激光测距仪可以在竖直面内进行自由转动，所述转动由电机驱动；所述激光测距仪的转动角度被角度传感器记录；水平调节装置和竖直调节装置构成了二维调节装置；所述水平调节装置为设置在所述连接底座中部的三个旋转螺钉，以及设置在连接底座上部的圆水准器，用于对监测装置进行水平调节；通过调节三个旋转螺钉，使得圆水准器的气泡处于中央，此时，连接底座上部为水平状态；所述竖直调节装置为设置在激光测距仪上的横水准管，用于对监测装置进行垂直调节；通过调节横水准管，当气泡处于横水准管中央时，所述激光测距仪的出射方向为水平方向；完成横水准管气泡调节后，角度传感器记住此时的角度盘位置，并定义为“零度”。5.根据权利要求4所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：所述支架整体呈杆状，包括依次连接的固定端、杆部，以及连接端；所述支架通过“爪”形的固定端将其固定在混凝土壁之中，所述混凝土壁是现场浇筑而成，“爪”形的固定端牢固的结合到混凝土壁之中；所述杆部为圆柱状的杆子；所述支架由防腐、防锈金属制成；所述连接端表面为外螺纹；所述连接端靠近外缘的位置为倒角；所述倒角为一圈斜形。6.根据权利要求5所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：所述支架包括配套的保护盖；所述保护盖为U形，U形端口内侧为倒角，所述倒角内低外高，端口表面向内倾斜；所述U形保护盖内壁为具有弹性的内软膜，所述内软膜与连接端的外螺纹相适配；所述U形保护盖外壁为一层具有弹性的外软膜，所述内/外软膜为高分子材料组成，具有高韧性，且防水防腐。7.根据权利要求6所述的一种变形监测综合系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建华，程宝银，徐益峰，
申请(专利权)人：苏州市测绘院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32