一种隧道断面变形监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于计量固体变形的设备领域，具体涉及一种隧道断面变形监测装置，包括安装座，安装座上设有报警单元、处理单元和多个激光测距单元，激光测距单元配套设有多个位于隧道内壁上的反射单元，反射单元沿着隧道径向布设；激光测距单元向反射单元发射测量信号并接收反射回来的回波信号，激光测距单元将回波信号发送至处理单元，处理单元根据回波信号计算距离值；处理单元将第一次计算距离值作为参照值，处理单元将后续计算得到的激光测距单元对应的距离值与对应的参照值作差得到差值，处理单元判断差值是否位于沉降范围内，若否，处理单元向报警单元发送报警信号进行报警。本发明专利技术提高测量效率和距离值的可对比性。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道断面变形监测装置
本专利技术涉及用于计量固体变形的设备领域，具体涉及一种隧道断面变形监测装置。
技术介绍
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，隧道包括交通隧道、矿山隧道和水工隧道等。隧道起着连通两个区域供人员车辆通行或运载物品的作用，所以，隧道的变形监测非常重要，关系着人员车辆或运载物品的安全。隧道在建成使用过程中，都需要进行变形监测，目前，针对隧道的变形监测普遍是通过在隧道内壁需要监测处贴上反射片，然后使用全站仪进行监测。该监测方法仅仅是针对一个点进行测量，监测效率低，监测结果可对比性差。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种隧道断面变形监测装置，以解决现有监测方法监测效率低和可对比性差的问题。本方案中的隧道断面变形监测装置，包括安装座，所述安装座上设有报警单元、处理单元和多个激光测距单元，所述激光测距单元均匀分布在安装座的同一弧线上，所述激光测距单元配套设有多个位于隧道内壁上的反射单元，所述反射单元沿着隧道径向布设；所述激光测距单元向反射单元发射测量信号并接收反射回来的回波信号，所述激光测距单元将回波信号发送至处理单元，所述处理单元根据回波信号计算距离值；所述处理单元将第一次计算的多个激光测距单元的距离值存储为一组参照值，所述处理单元将后续计算得到的激光测距单元对应的距离值与对应的参照值作差得到差值，所述处理单元判断差值是否位于沉降范围内，当差值位于沉降范围外时，所述处理单元向报警单元发送报警信号进行报警。本方案的有益效果是：通过在安装座上设置多个激光测距单元，然后由多个激光测距单元分别向反射单元发射测量信号，并接收反射后的回波信号，再由处理单元根据回波信号计算距离值，并以第一次计算得到的距离值为参照值，第一次计算是指处理单元在任一隧道处初始时的计算，将隧道初次测量的距离值作为参照值，以隧道初始时的状态为参照，在后续测量时，将参照值和测量的距离值作差来判断隧道的变形是否位于沉降范围内，并在异常时进行报警，多个激光测距单元能够同时多个位置上的距离值，提高测量效率和距离值的可对比性，多个激光测距单元的位置固定，不会因转动部件老化或损坏等造成对不准反射单元。进一步，还包括识别单元，所述处理单元将回波信号发送至识别单元，所述识别单元识别回波信号的回波强度值发送至处理单元，所述处理单元将回波强度值与预设强度进行对比，当回波强度值小于预设强度时，所述处理单元判断反射单元位置异常并暂停计算距离值，当回波强度值大于预设强度时，所述处理单元根据回波信号计算距离值。有益效果是：识别回波信号的回波强度值，并与预设强度进行对比，在回波信号的回波强度值达到需求时，才计算距离值，防止反射单元位置异常造成的距离值异常，提高距离值计算的准确性。进一步，还包括位于隧道内壁上的调节轨道，所述调节轨道上固设有多个存放反射单元的容纳箱，所述调节轨道上设有调节反射单元位置的调节机构，所述反射单元固定安装在调节机构上，所述调节机构带动反射单元进入容纳箱中。有益效果是：在不进行变形监测前，可以让反射单元位于容纳箱内，减少反射单元上积累的灰尘。进一步，所述调节机构包括电机、丝杆和多个限位座，所述电机带动丝杆转动，所述丝杆转动连接在调节轨道上，所述限位座螺纹连接在丝杆上，所述反射单元固设在限位座上，所述限位座上固设有限位头，所述限位头滑动配合在调节轨道上。有益效果是：通过调节机构的电机带动丝杆转动，限位座在限位头的限位作用下不能转动，能够同时让限位座沿着调节轨道进行移动，达到调节反射单元位置的目的，便于在使用反射单元时调节位置，提高位置调节的准确性。进一步，所述反射单元上设有检测单元，所述检测单元用于检测激光测距单元的位置信息并发送至处理单元，所述处理单元根据位置信息向电机发送转动信号，所述电机根据转动信号带动丝杆转动预设圈数。有益效果是：通过检测激光测距单元的位置信息，让处理单元根据位置信息向电机发送启动信号，使得电机带动丝杆转动预设圈数，以能够将反射单元传送至预设位置上进行变形检测，变形单元的位置实时调节，提高适用性。进一步，所述反射单元的中心处开设有检测孔，所述检测孔的内壁上固设有容纳检测单元的检测筒，所述检测单元完全位于检测筒内，所述检测单元对测量信号的测量强度值进行检测，所述处理单元将测量强度值与预设值进行对比，当测量强度值小于预设值时，所述处理单元判断反射单元的位置异常并向电机发送位置调节信号。有益效果是：通过检测筒内的检测单元检测测量信号的测量强度值，在测量强度值较小时，即测量信号未投射到反射单元上时，判断反射单元的位置异常并进行调节，提高检测结果的准确性。进一步，还包括位于隧道内壁上的振动传感单元，所述振动传感单元位于以激光测距单元朝向车辆逆行侧的预设距离处，所述振动传感单元检测振动值发送至处理单元，所述处理单元将振动值与阈值进行对比，当振动值大于阈值时，所述处理单元获取检测单元的测量强度值。有益效果是：由于隧道内大型货车或重载货车行驶时会引起内部的振动，通过振动传感单元检测振动值，以振动值大于阈值时的信号作为大型货车或重载货车的检测量，并触发处理单元获取检测单元的测量强度值进行判断，防止隧道内实际行驶环境造成检测误差。附图说明图1为本专利技术隧道断面变形监测装置实施例一的立体结构示意图；图2为本专利技术隧道断面变形监测装置实施例一的逻辑框图；图3为本专利技术隧道断面变形监测装置实施例一中调节轨道的主视图；图4为本专利技术隧道断面变形监测装置实施例一中调节轨道的径向截面图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明。说明书附图中的附图标记包括：安装座1、处理单元2、激光测距单元3、识别单元4、调节轨道5、容纳箱6、丝杆7、电机8、座子9、限位座10、限位头11、反射单元12。实施例一隧道断面变形监测装置，如图1和图2所示：包括安装座1，安装座1通过三角架放置到隧道内进行使用，安装座1上安装有报警单元、处理单元2、识别单元4和多个激光测距单元3，激光测距单元3均匀分布在安装座1的同一弧线上，激光测距单元3可用现有的红外激光发射器。如图3和图4所示，激光测距单元3配套设有多个位于隧道内壁上的反射单元12，还包括位于隧道内壁上的调节轨道5，调节轨道5的径向截面成凹形，调节轨道5可以通过螺钉固定到隧道内壁上，调节轨道5上焊接有多个存放反射单元12的容纳箱6，容纳箱6的位置根据需要测量的点预先固定完成；调节轨道5上安装有调节反射单元12位置的调节机构，反射单元12固定安装在调节机构上，调节机构带动反射单元12进入容纳箱6中，具体为，调节机构包括电机8、丝杆7和多个限位座10，电机8通过螺钉和安装片固定安装在调节轨道5的任一端处，丝杆7一端焊接在电机8的输出轴上，电机8带动丝杆7转动，丝杆7转动连接在调节轨道5上，即转动连接通过让丝杆7空套贯穿过容纳箱6进行，限位座10螺纹连接在丝杆7上，反射单元12粘接在限位座10上，如反射单元12粘接在限位座10朝向激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道断面变形监测装置，包括安装座，所述安装座上设有报警单元、处理单元和多个激光测距单元，其特征在于：所述激光测距单元均匀分布在安装座的同一弧线上，所述激光测距单元配套设有多个位于隧道内壁上的反射单元，所述反射单元沿着隧道径向布设；/n所述激光测距单元向反射单元发射测量信号并接收反射回来的回波信号，所述激光测距单元将回波信号发送至处理单元，所述处理单元根据回波信号计算距离值；所述处理单元将第一次计算的多个激光测距单元的距离值存储为一组参照值，所述处理单元将后续计算得到的激光测距单元对应的距离值与对应的参照值作差得到差值，所述处理单元判断差值是否位于沉降范围内，当差值位于沉降范围外时，所述处理单元向报警单元发送报警信号进行报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道断面变形监测装置，包括安装座，所述安装座上设有报警单元、处理单元和多个激光测距单元，其特征在于：所述激光测距单元均匀分布在安装座的同一弧线上，所述激光测距单元配套设有多个位于隧道内壁上的反射单元，所述反射单元沿着隧道径向布设；
所述激光测距单元向反射单元发射测量信号并接收反射回来的回波信号，所述激光测距单元将回波信号发送至处理单元，所述处理单元根据回波信号计算距离值；所述处理单元将第一次计算的多个激光测距单元的距离值存储为一组参照值，所述处理单元将后续计算得到的激光测距单元对应的距离值与对应的参照值作差得到差值，所述处理单元判断差值是否位于沉降范围内，当差值位于沉降范围外时，所述处理单元向报警单元发送报警信号进行报警。


2.根据权利要求1所述的隧道断面变形监测装置，其特征在于：还包括识别单元，所述处理单元将回波信号发送至识别单元，所述识别单元识别回波信号的回波强度值发送至处理单元，所述处理单元将回波强度值与预设强度进行对比，当回波强度值小于预设强度时，所述处理单元判断反射单元位置异常并暂停计算距离值，当回波强度值大于预设强度时，所述处理单元根据回波信号计算距离值。


3.根据权利要求2所述的隧道断面变形监测装置，其特征在于：还包括位于隧道内壁上的调节轨道，所述调节轨道上固设有多个存放反射单元的容纳箱，所述调节轨道上设有调节反射单元位置的调节机构，所述反射单元固定安装在调节机构上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二锋，赵智辉，杨金虎，陈贵川，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50