一种竖直方向变形位移检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种竖直方向变形位移检测装置，包括采集机构、数据处理机构、供电机构和安装机构，采集机构从下到上依次分为底层采集机构、中层采集机构和顶层采集机构；本发明专利技术检测装置在测量过程不受施工干扰，无人为测量误差，可消除各端点的移动影响误差，实现对高层结构变形和位移的高精度连续跟踪监测；本发明专利技术还涉及一种竖直方向变形位移检测装置的检测方法，其应用本发明专利技术的竖直方向变形位移检测装置，通过内置算法能够得到竖直结构变形位移的检测数据与结果。得到竖直结构变形位移的检测数据与结果。得到竖直结构变形位移的检测数据与结果。

【技术实现步骤摘要】
一种竖直方向变形位移检测装置及其检测方法


[0001]本专利技术涉及测量仪器
，尤其涉及一种竖直方向变形位移检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]在土工建筑和水利工程中，竖直高层结构包括城市建筑、蓄水大坝、山体和土层等，这些竖直高层结构随着时间的流逝会出现沉降移动和结构变形等问题，严重时会导致高层结构变形裂缝，甚至断裂崩塌发生重大安全事件造成损失。这种移动和变形总是由量变到质变而造成事故的，因此对高层建筑进行实时监测竖直方向变形的发展变化，从而检测到各种内界或外界因素导致的变形超出规定的范围时，在未造成损失前，及时采取补救措施。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种竖直方向变形位移检测装置，在测量过程不受施工干扰，无人为测量误差，可消除各端点的移动影响误差，实现对高层结构变形和位移的高精度连续跟踪监测；
[0004]本专利技术的另一目的在于提出一种竖直方向变形位移检测装置的检测方法，其应用上述所述竖直方向变形位移检测装置，通过内置算法能够得到竖直结构变形位移的检测数据与结果。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种竖直方向变形位移检测装置，包括采集机构、数据处理机构、供电机构、安装机构和RTK基站；
[0007]所述安装机构包括若干安装管道和连接结构，所述安装管道设有竖直设置的安装空腔，所述安装管道的外管壁的上端和下端均设有定位卡扣，所述连接结构设有连接空腔，所述连接空腔供所述安装管道穿设，所述连接空腔内设有定位槽和定位肩，所述定位肩凸起设置在所述连接空腔的腔壁上，所述定位槽开设于所述连接空腔的腔壁上，任意两个安装管道通过所述定位肩实现在竖直方向的定位，且通过所述定位卡扣嵌入所述定位槽实现在周向的定位；
[0008]所述采集机构从下到上依次分为底层采集机构、中层采集机构和顶层采集机构，所述底层采集机构和所述中层采集机构安装在所述安装空腔内，所述顶层采集机构的连接端与所述中层采集机构的顶端连接，所述顶层采集机构的采集端突出于所述安装管道的上端面，所述安装管道的上端穿设有所述供电机构且所述顶层采集机构的采集端位于所述供电机构的上方，所述数据处理机构安装于所述顶层采集机构的上方，所述RTK基站单独架设于所述采集机构的一侧；
[0009]所述底层采集机构包括姿态传感器，所述中层采集机构包括若干位移计和柔性连接件，所述顶层采集机构包括RTK移动站，若干所述位移计通过所述柔性连接件依次首尾相
接形成阵列位移计，所述阵列位移计的首端连接所述姿态传感器，所述阵列位移计的末端连接所述RTK移动站；
[0010]所述供电机构用于对所述姿态传感器、阵列位移计、RTK移动站和数据处理机构进行供电，所述姿态传感器、阵列位移计、RTK移动站和数据处理机构之间进行电连接，所述姿态传感器、阵列位移计和RTK移动站用于采集待测对象竖直方向上各位置变形位移的采集数据，并将采集数据发送到所述数据处理机构，所述数据处理机构用于接收各采集数据、计算获得待测对象竖直方向的绝对变形数据，并将绝对变形数据发送到上位机。
[0011]优选的，所述RTK基站与所述采集机构之间的安装距离为1km；所述RTK基站包括基站天线、主机盒、固定杆、调整螺钉、伸缩杆和三角支架，所述三角支架顶端开设通孔，所述伸缩杆的下端穿设所述通孔并固定，所述伸缩杆开设有伸缩空腔，所述固定杆的下端穿设所述伸缩空腔，所述伸缩杆可沿所述固定杆的杆体上下移动，且通过所述调整螺钉进行固定，所述伸缩杆的上端固定于所述主机盒的下端面，所述主机盒上安装有所述基站天线，所述主机盒与所述供电机构进行电连接。
[0012]优选的，所述底层采集机构还包括倾角传感器支架、连接销轴和密封底板，所述倾角传感器支架的上端面固定安装有所述连接销轴，所述倾角传感器支架的下端面固定安装在所述密封底板的上表面，所述密封底板与所述安装空腔的下端口相适应；所述倾角传感器固定安装于所述倾角传感器支架，所述阵列位移计的首端和所述倾角传感器通过所述连接销轴连接。
[0013]优选的，所述顶层采集机构还包括固定杆、固定卡件和下压装置，所述固定卡件包括两个固定孔，任一所述固定孔供所述固定杆的一端穿设，另一所述固定孔供所述阵列位移计的末端穿设；所述固定杆的另一端固定连接于所述下压装置，所述RTK移动站安装于所述下压装置的上端面，所述数据处理机构安装在所述RTK移动站的上端面。
[0014]优选的，所述安装机构还包括导向件和锁紧螺钉；所述导向件分别穿设于所述阵列位移计的外围，且通过所述锁紧螺钉固定，所述导向件朝向所述安装空腔的内壁延伸设有导轮臂，所述导轮臂的末端安装有可转动的导轮，所述安装空腔的内壁和所述定位肩竖直开设有导轮槽，所述导轮可嵌入所述导轮槽，所述导轮与所述导轮槽的各个面贴合。
[0015]优选的，所述RTK移动站包括装置外壳、上盖板、下盖板、电路板和移动站天线，所述下盖板固定连接于所述装置外壳的下端，所述上盖板可拆卸的盖合在所述装置外壳的上端，所述装置外壳的内部形成储存空腔，所述装置外壳的壳壁上开设有与外界相连通的通孔，所述通孔与所述储存空腔相连通；
[0016]所述下盖板的内板面固定设有电路板安装座，所述电路板通过所述电路板安装座固定安装于所述储存空腔，所述电路板上焊接有电源接口、USB接口、RS接口、天线接口、RTK模块、GPS模块、主芯片和电源模块。
[0017]优选的，所述供电机构包括控制箱、太阳能板、太阳能板支架和锂电池，所述控制箱设有安装通孔，所述控制箱通过所述安装通孔可拆卸地安装于所述安装管道的上端，所述太阳能板支架固定安装于所述控制箱的上表面，所述太阳能板呈倾斜式固定安装于所述太阳能板支架，所述锂电池安装于所述控制箱的内部，所述太阳能板和所述锂电池之间进行电连接，所述锂电池对所述采集机构、所述数据处理机构和所述RTK基站进行供电。
[0018]一种竖直方向变形位移检测装置的检测方法，包括以下步骤：步骤S1：预备底层采
集机构，将密封底板固定安装于安装管道的下端，并根据预定长度，将所需安装管道竖直首尾通过连接结构穿设和固定；步骤S2：在待测对象的土层上钻取预定深度的预埋孔，将安装管道下放至预埋孔内，预留500mm在土层表面以上，在安装管道与预埋孔之间灌注水泥砂浆进行回填并夯实；步骤S3：预备中层采集机构，将首节导轮调整方向固定并沿着导轮槽611下放，依次下方每节位移计，直至完全放入阵列位移计；步骤S4：预备顶层采集机构，将阵列位移计的末端通过固定卡件与顶层固定杆连接，并依次安装下压装置、RTK移动站和数据处理系统，再将RTK基站安装在与RTK移动站之间的安装距离为1km；步骤S5：预备供电机构，控制箱穿过安装管道并固定在地面上，依次安装锂电池和太阳能板，并进行各机构之间的电连接；步骤S6：启动检测装置，配置采集频率，并且设置相应的位移变化阈值，依据工程现场的实际情况设置阈值大小，开始采集并传送实时数据，数据处理机构4依据内置算法对数据进行处理得到实时数据结果，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于：包括采集机构、数据处理机构、供电机构、安装机构和RTK基站；所述安装机构包括若干安装管道和连接结构，所述安装管道设有竖直设置的安装空腔，所述安装管道的外管壁的上端和下端均设有定位卡扣，所述连接结构设有连接空腔，所述连接空腔供所述安装管道穿设，所述连接空腔内设有定位槽和定位肩，所述定位肩凸起设置在所述连接空腔的腔壁上，所述定位槽开设于所述连接空腔的腔壁上，任意两个安装管道通过所述定位肩实现在竖直方向的定位，且通过所述定位卡扣嵌入所述定位槽实现在周向的定位；所述采集机构从下到上依次分为底层采集机构、中层采集机构和顶层采集机构，所述底层采集机构和所述中层采集机构安装在所述安装空腔内，所述顶层采集机构的连接端与所述中层采集机构的顶端连接，所述顶层采集机构的采集端突出于所述安装管道的上端面，所述安装管道的上端穿设有所述供电机构且所述顶层采集机构的采集端位于所述供电机构的上方，所述数据处理机构安装于所述顶层采集机构的上方，所述RTK基站单独架设于所述采集机构的一侧；所述底层采集机构包括姿态传感器，所述中层采集机构包括若干位移计和柔性连接件，所述顶层采集机构包括RTK移动站，若干所述位移计通过所述柔性连接件依次首尾相接形成阵列位移计，所述阵列位移计的首端连接所述姿态传感器，所述阵列位移计的末端连接所述RTK移动站；所述供电机构用于对所述姿态传感器、阵列位移计、RTK移动站和数据处理机构进行供电，所述姿态传感器、阵列位移计、RTK移动站和数据处理机构之间进行电连接，所述姿态传感器、阵列位移计和RTK移动站用于采集待测对象竖直方向上各位置变形位移的采集数据，并将采集数据发送到所述数据处理机构，所述数据处理机构用于接收各采集数据、计算获得待测对象竖直方向的绝对变形数据，并将绝对变形数据发送到上位机。2.根据权利要求1所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于：所述RTK基站与所述采集机构之间的安装距离为1km；所述RTK基站包括基站天线、主机盒、固定杆、调整螺钉、伸缩杆和三角支架，所述三角支架顶端开设通孔，所述伸缩杆的下端穿设所述通孔并固定，所述伸缩杆开设有伸缩空腔，所述固定杆的下端穿设所述伸缩空腔，所述伸缩杆可沿所述固定杆的杆体上下移动，且通过所述调整螺钉进行固定，所述伸缩杆的上端固定于所述主机盒的下端面，所述主机盒上安装有所述基站天线，所述主机盒与所述供电机构进行电连接。3.根据权利要求1所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于，所述底层采集机构还包括倾角传感器支架、连接销轴和密封底板，所述倾角传感器支架的上端面固定安装有所述连接销轴，所述倾角传感器支架的下端面固定安装在所述密封底板的上表面，所述密封底板与所述安装空腔的下端口相适应；所述倾角传感器固定安装于所述倾角传感器支架，所述阵列位移计的首端和所述倾角传感器通过所述连接销轴连接。4.根据权利要求1所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于，所述顶层采集机构还包括固定杆、固定卡件和下压装置，所述固定卡件包括两个固定孔，任一所述固定孔供所述固定杆的一端穿设，另一所述固定孔供所述阵列位移计的末端穿设；所述固定杆的另一端固定连接于所述下压装置，所述RTK移动站安装于所述下压装置的上端面，所述数据
处理机构安装在所述RTK移动站的上端面。5.根据权利要求1所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于，所述安装机构还包括导向件和锁紧螺钉，所述导向件分别穿设于所述阵列位移计的外围，且通过所述锁紧螺钉固定，所述导向件朝向所述安装空腔的内壁延伸设有导轮臂，所述导轮臂的末端安装有可转动的导轮，所述安装空腔的内壁和所述定位肩竖直开设有导轮槽，所述导轮可嵌入所述导轮槽，所述导轮与所述导轮槽的各个面贴合。6.根据权利要求1所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于，所述RTK移动站包括装置外壳、上盖板、下盖板、电路板和移动站天线，所述下盖板固定连接于所述装置外壳的下端，所述上盖板可拆卸的盖合在所述装置外壳的上端，所述装置外壳的内部形成储存空腔，所述装置外壳的壳壁上开设有与外界相连通的通孔，所述通孔与所述储存空腔相连通；所述下盖板的内板面固定设有电路板安装座，所述电路板通过所述电路板安装座固定安装于所述储存空腔，所述电路板上焊接有电源接口、USB接口、RS接口、天线接口、RTK模块、GPS模块、主芯片和电源模块。7.根据权利要求2所述的一种竖直方向变形位移检测装置，其特征在于，所述供电机构包括控制箱、太阳能板、太阳能板支架和锂电池，所述控制箱设有安装通孔，所述控制箱通过所述安装通孔可拆卸地安装于所述安装管道的上端，所述太阳能板支架固定安装于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹大鹏，周磊，张煜，赵昆，
申请(专利权)人：广州吉航兴信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：