一种差动变压器式双金属标仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种差动变压器式双金属标仪，包括两根垂直插入大坝的金属标、位移传感器、数据采集单元、供电单元和上位机，两根金属标上均连接有一个位移传感器，所述位移传感器为差动变压器式位移传感器，包括感应铁芯和线圈筒，其中感应铁芯通过第一固定装置与金属标靠近顶端处固定连接，且感应铁芯与金属标相互平行，所述线圈筒通过第二固定装置悬空安装于大坝的基坑上，且使感应铁芯向下居中插入线圈筒中。该双金属标仪通过差动变压器式位移传感器监测双金属标基准点，双金属标仪安装简单、不易受环境影响、测量数据稳定可靠。不易受环境影响、测量数据稳定可靠。不易受环境影响、测量数据稳定可靠。

A differential transformer type bimetallic calibrator

【技术实现步骤摘要】
一种差动变压器式双金属标仪


[0001]本技术涉及双金属标仪
，尤其涉及一种差动变压器式双金属标仪。

技术介绍

[0002]垂直位移监测仪器子系统是大坝安全监测系统的重要组成部分，垂直位移监测常用静密水准、静力水准测量方法来实现，静密水准、静力水准观测方式均需要设置水准基点，绝对垂直位移基点一般采用深埋标志。为了减少温度对深埋标志的影响，通常深埋标志选择双金属标的形式，双金属标仪是测量深埋标志变化的仪器。双金属标观测数据是否准确，对整个静力水准系统的正常工作起着举足轻重的作用。双金属标标点作为垂直位移观测的一种基准点，用于大坝垂直位移监测或高程传递，能够完成大坝垂直位移观测任务的前提是其本身的可靠性和准确性。
[0003]双金属标仪工作时通过双金属标靠近顶部处分别安装的传感器，分别测量双金属标顶部相对于底部的形变量，从而测量双金属标处大坝的垂直位移。
[0004]传统的双金属标仪一般采用光电式（CCD）传感器进行测量，当光电式双金属标仪使用在水库大坝基础廊道里面时，CCD传感器数据的准确性易受强光干涉、灰尘、环境湿度等因素影响，从而影响大坝变形观测，从而造成一定的安全隐患。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述不足，本技术提供了一种差动变压器式双金属标仪，该双金属标仪通过差动变压器式位移传感器监测双金属标基准点，双金属标仪安装简单、不易受环境影响、测量数据稳定可靠。
[0006]实现本技术上述目的所采用的技术方案为：
[0007]一种差动变压器式双金属标仪，包括两根垂直插入大坝的金属标、位移传感器、数据采集单元、供电单元和上位机，两根金属标上均连接有一个位移传感器，所述位移传感器为差动变压器式位移传感器，包括感应铁芯和线圈筒，其中感应铁芯通过第一固定装置与金属标靠近顶端处固定连接，且感应铁芯与金属标相互平行，所述线圈筒通过第二固定装置悬空安装于大坝的基坑上，且使感应铁芯向下居中插入线圈筒中。
[0008]所述第一固定装置包括抱箍和托板，其中抱箍安装于金属标上，抱箍与托板固定连接，感应铁芯垂直连接于托板上。
[0009]所述抱箍与托板通过螺钉固定连接，感应铁芯与托板通过螺钉顶丝方式固定连接。
[0010]所述第二固定装置包括固定筒和支架，所述支架的支腿预埋于基坑内，固定筒与支架固定连接，线圈筒固定安装于固定筒内。
[0011]所述差动变压器式位移传感器中设置有前置放大电路、晶体震荡电路、同步检波电路、滤波电路和直流放大电路，用于信号的放大及抗干扰。
[0012]所述数据采集单元包括单片机电路、防雷抗干扰电路、信号调理电路、光耦隔离电
路、485信号转换电路和数字信号输出电路，其中线圈筒通过电缆与数据采集单元连接。
[0013]两根金属标分别为钢标和铝标。
[0014]与现有技术相比，本技术提供的双金属标仪具有以下优点：1、本技术提供的双金属标仪通过差动变压器式位移传感器监测双金属标基准点，差动变压器式位移传感器不易受环境因素影响，因此监测精度高，数据准确性好，测量数据稳定可靠。
[0015]2、本技术中差动变压器式位移传感器的安装结构较为简单，安装方便可靠。
[0016]3、本技术中数据采集单元将差动变压器式位移传感器输出的模拟信号转换成RS485数字信号，还在信号传递中加入了隔离和防雷保护，从而在大坝中实现远距离传输。
附图说明
[0017]图1为本技术中差动变压器式双金属标仪整体结构示意图；
[0018]图2为本技术中差动变压器式位移传感器的电路框图；
[0019]图3为本技术中数据采集单元的电路框图；
[0020]图中：1
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钢标，2
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铝标，31
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感应铁芯，32
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线圈筒，41
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抱箍，42
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托板，51
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固定筒，52
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支架，6
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电缆，7
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数据采集单元。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术做详细具体的说明。
[0022]本技术提供的差动变压器式双金属标仪整体结构如图1所示，包括两根垂直插入大坝的金属标、位移传感器、数据采集单元7、供电单元和上位机，两根金属标上均连接有一个位移传感器，位移传感器监测金属标顶端和底端的形变量，位移传感器与数据采集单元连接并将信号传至数据采集单元，上位机与数据采集单元连接并接收信号，从而获取双金属标的监测数据，计算双金属标点的绝对垂直位移，从而真实地实现双金属标基准点的监测，为大坝变形监测提供真实可靠的数据支撑。供电单元为双金属标仪供电，确保各组件正常工作。两根金属标分别为钢标1和铝标2。
[0023]位移传感器为差动变压器式位移传感器，包括感应铁芯31和线圈筒32。差动变压器式位移传感器具有结构简单、工作可靠、灵敏度高、线性度好、动态范围大、防潮性能好、温度系数小、安装方便等特点。本实施例中所述差动变压器式位移传感器中设置有前置放大电路、晶体震荡电路、同步检波电路、滤波电路和直流放大电路，用于信号的放大及抗干扰，利用晶体震荡器和低漂移、低噪声、低功耗的运算放大器组成频率幅度稳定的正弦波激励信号源，可减小或消除温度漂移引起的频率和幅度的不稳定，解决零点漂移问题，提高差动位移传感器的一致性，减小传感器在电路上引起的灵敏度误差。此外，由于差动传感器的输出电压
∆
e的幅度很小，信噪比低，因此必须经高增益放大后才能检测出有用信号；干扰信号与参考信号同频率又同相位的几率很小，本技术中利用同步检波技术良好的压制干扰的能力，可以从被噪声干扰的信号中提取有用信号，差动变压器式位移传感器的电路框图如图2所示。
[0024]感应铁芯通过第一固定装置与金属标靠近顶端处固定连接，具体地，第一固定装置包括抱箍41和托板42，其中抱箍的一块为半圆形夹板，另一块为半圆形压环，抱箍通过对
抱安装固定于金属标上，抱箍上设置有两孔，抱箍与托板的一端通过螺钉固定连接，托板的另一端设置有单孔，感应铁芯通过螺钉顶丝方式垂直连接于托板上，并保证感应铁芯与金属标相互平行。通过螺钉顶丝方式固定感应铁芯，保证感应铁芯不发生滑动，而且安装时，方便调整感应铁芯的高度位置。
[0025]线圈筒通过第二固定装置悬空安装于大坝的基坑上，线圈筒不能触碰基坑地面。具体地，第二固定装置包括固定筒51和支架52，所述支架的支腿预埋于基坑内，固定筒与支架固定连接，线圈筒固定安装于固定筒内，从而悬空布置于基坑上面，并保证感应铁芯向下居中插入线圈筒中，感应铁芯不触碰线圈筒的内壁。
[0026]本实施例中数据采集单元包括单片机电路、防雷抗干扰电路、信号调理电路、光耦隔离电路、485信号转换电路和数字信号输出电路，其中线圈筒的下端通过电缆6与数据采集单元7连接，从而将位移监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差动变压器式双金属标仪，包括两根垂直插入大坝的金属标、位移传感器、数据采集单元、供电单元和上位机，两根金属标上均连接有一个位移传感器，其特征在于：所述位移传感器为差动变压器式位移传感器，包括感应铁芯和线圈筒，其中感应铁芯通过第一固定装置与金属标靠近顶端处固定连接，且感应铁芯与金属标相互平行，所述线圈筒通过第二固定装置悬空安装于大坝的基坑上，且使感应铁芯向下居中插入线圈筒中。2.根据权利要求1所述的差动变压器式双金属标仪，其特征在于：所述第一固定装置包括抱箍和托板，其中抱箍安装于金属标上，抱箍与托板固定连接，感应铁芯垂直连接于托板上。3.根据权利要求2所述的差动变压器式双金属标仪，其特征在于：所述抱箍与托板通过螺钉固定连接，感应铁芯与托板通过螺钉顶丝方式固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵义飞，刘军，余剑锋，欧同庚，常坤豪，罗松，耿丽霞，李震，李农发，石亮，周林兵，
申请(专利权)人：中国地震局地震研究所，
类型：新型
国别省市：