一种土体变形监测装置和系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种土体变形监测装置，包括多个串连在一起的测量单元，每个测量单元设有一个密封盒，在密封盒内固装有一个多轴传感器，多轴传感器设有角度传感器和加速度传感器，在密封盒的两端各固定有一根传动轴；相邻两个测量单元连接的传动轴通过万向联轴器相连。本实用新型专利技术还公开了一种采用上述装置的自动化实时远程土体变形监测系统，包括至少一套装置和远程上位机，远程上位机实时接收多轴传感器的监测数据，并应用软件进行处理，转换为土体变形。本实用新型专利技术可以实现任意角度的土体变形监测；可实现模块化组装；可实现降本增效，具有功能多样化，结构模块化、多场景适应性强、可重复回收利用、结构简单和成本低等优点。结构简单和成本低等优点。结构简单和成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种土体变形监测装置和系统


[0001]本技术属于模型试验与地下工程
，特别是一种土体变形监测装置和系统。

技术介绍

[0002]土体变形是建筑工程施工、土工试验中重要的监测内容。目前，使用较多的测量装置主要有压力传感器、静力水准仪、水管式沉降仪等。现有土体变形的测量仪器设计复杂，成本较高，且操作繁杂，无法实现远程实时监测。同时大多采用人工测量方法，采用人工操作监测的劳动强度较大，无法实现高频度测量，可靠性不足且容易故障，逐渐难以满足当前要求。

技术实现思路

[0003]本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种土体变形监测装置和系统，该装置和系统灵敏度高，稳定性好、安装便捷、可重复使用，自动化监测可以降低土体变形监测成本，显著提高土体变形的测量精度。
[0004]本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第一个技术方案是：一种土体变形监测系统，包括多个串连在一起的测量单元，每个测量单元设有一个密封盒，在所述密封盒内固装有一个多轴传感器，所述多轴传感器设有角度传感器和加速度传感器，在所述密封盒的两端各固定有一根传动轴；相邻两个所述测量单元连接的传动轴通过万向联轴器相连。
[0005]本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的第二个技术方案是：一种采用上述装置的自动化实时远程土体变形监测系统，包括至少一套所述装置和远程上位机，所述远程上位机实时接收所述多轴传感器的监测数据，并应用软件进行处理，转换为土体变形。
[0006]所述多轴传感器的供电电源设有太阳能充电器。/>[0007]所述多轴传感器与所述远程上位机通过数据线连接。
[0008]所述多轴传感器与所述远程上位机通过无线通信模块连接。
[0009]本技术具有的优点和积极效果是：
[0010](1)可以实现任意角度的土体变形监测：根据埋设或布置的方向不同，可以实现任意角度的土体变形测量。包含多轴传感器的测量单元的传动轴通过万向联轴器连接，按一定间距布置，与远程上位机连接，可实现全自动化实时远程监测；该装置可预先埋设于待测土体、或以任意角度安装在PVC管内，植入待测土体，再通过角度转换实现土体变形监测；同时多根组合使用，可实现组网立体化监测土体变形。
[0011](2)可实现模块化组装：测量单元的传动轴可按需定制，测量装置的组合取决于测量环境和点位的布置情况，亦可利用现有组件拼装而成，随用随装，安装便捷。
[0012](3)可实现降本增效：测量系统具有功能多样化，结构模块化、多场景适应性强、可
重复回收利用、结构简单和成本低等优点；监测过程无需人工操作，全自动化实时数据传输，可以提高监测的稳定性，灵敏度高，可以显著提高土体变形的测量精度，节约人工，可以降低土体变形监测成本，大大降低工程和试验的造价。
附图说明
[0013]图1为本技术一种土体变形监测装置的多轴传感器安装在密封盒内的结构示意图；
[0014]图2为本技术一种土体变形监测装置的一个测量单元的结构示意图；
[0015]图3为本技术一种土体变形监测装置的示意图；
[0016]图4为本技术一种自动化实时远程土体变形监测系统的结构示意图；
[0017]图5为本技术一种自动化实时远程土体变形监测系统横向监测示意图；
[0018]图6为本技术一种自动化实时远程土体变形监测系统竖向监测示意图。
[0019]图中：1、多轴传感器；2、密封盒；3、传动轴；4、万向联轴器；5、远程上位机；6、土体。
具体实施方式
[0020]为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0021]请参阅图1～图3，一种土体变形监测装置，包括多个串连在一起的测量单元，每个测量单元设有一个密封盒2，在所述密封盒2内固装有一个多轴传感器1，所述多轴传感器1设有角度传感器和加速度传感器，在所述密封盒2的两端各固定有一根传动轴3；相邻两个所述测量单元连接的传动轴通过万向联轴器4相连。
[0022]每一个多轴传感器安装在一个密封盒内，多轴传感器采用螺栓固定，依据测点布置多轴传感器，多轴传感器的间距通过传动轴3的长短调控。在所述多轴传感器上至少包含有角度传感器和加速度传感器，至少需要具备角度测量能力的传感器，同时需要具备多级连的能力。
[0023]请参阅图4，一种采用上述装置的自动化实时远程土体变形监测系统，包括至少一套所述装置和远程上位机5，所述远程上位机5实时接收所述多轴传感器1的监测数据，并应用软件进行处理，转换为土体变形。
[0024]上位机采集信号、记录并处理数据，多轴传感器实时采集的数据经过软件处理转换为土体变形，并绘制空间土体的变形曲线。
[0025]在本实施例中，所述多轴传感器1的供电电源设有太阳能充电器，便于监测系统在施工现场应用。所述多轴传感器1与所述远程上位机5通过数据线连接，或通过无线通信模块连接均可。
[0026]请参阅图5，上述自动化实时远程土体变形监测系统应用时，所述土体变形监测装置埋设在土体6内。请参阅图6，所述土体变形监测装置设置在PVC软管内，在所述PVC软管的内侧设有嵌槽，所述多轴传感器1嵌设在对应的所述嵌槽内，在所述PVC软管内填充有微膨胀材料，所述多轴传感器、所述微膨胀材料和所述PVC软管构成一整体植入在土体内。
[0027]更加具体地使用方法：
[0028](1)首先，依据场景测量需求，布置测点的个数，确定传动轴的长度，并配置好万向
联轴器和所需要的线缆；
[0029](2)依据监测方式，若存在填土或模型试验可将装置预埋入待测的变形土体内；或者采用植入的方式，预先打孔，然后将携带有测量装置的PVC管植入孔内；测量装置上端固定。
[0030](3)将终端连接好线缆与多轴传感器1连接，利用上位机读取监测数据，并进行记录；
[0031](4)多轴传感器1的供电电源设有太阳能充电器，布置完成后需测试供电状态；
[0032](5)上位机自动实现高频的数据采集，亦可人为给定采样频率采集数据。
[0033]上述系统可以组合多个测量装置，实现立体化监测。上述系统能够实现全自动化实时远程精细化监测。
[0034]尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土体变形监测装置，其特征在于，包括多个串连在一起的测量单元，每个测量单元设有一个密封盒，在所述密封盒内固装有一个多轴传感器，所述多轴传感器设有角度传感器和加速度传感器，所述角度传感器和加速度传感器具备多级连结构，在所述密封盒的两端各固定有一根传动轴；相邻两个所述测量单元连接的传动轴通过万向联轴器相连。2.一种采用如权利要求1所述装置的自动化实时远程土体变形监测系统，其特征在于，包括至少一套所述装置和远程上位机，所述远程上位机实时接收所述多轴传感器的监测数据，并应用软件进行处理，转换为土体变形。3.根据权利要求2所述的自动化实时远程土体变形监测系统，其特征在于，所述测量单元采用模块化结构。4.一种采用如权利要求1所述装置的自动化实时远程...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁钰，焦陈磊，郑刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：