引张线式水平位移计分布式测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种引张线式水平位移计分布式测量装置，包括预负载机构、加荷机构、位移传感器和测控机构；加荷机构包括为引张线的砝码加载或卸载提供驱动的加荷驱动电机、加荷状态传感器和卸荷状态传感器；测控机构采用模块化设计结构，包括电源模块和测控模块；每个加荷驱动电机对应一条引张线。本实用新型专利技术提供的测量装置，使用低压、高减速比的直流减速电机驱动砝码的加载、卸载，采用模块化和分布式测量设计思想，将测量装置的测控部分简化为一个测控模块，配以通用直流电源即可进行现场或远程测控，实现了结构上的简单化，设备配置灵活、安装方便，并降低了设备成本及维护成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种自动化引张线式水平位移计测量装置，尤其涉及ー种弓I张线式水平位移计分布式測量装置。
技术介绍
土石坝的原型观测是控制土石坝施工进度和质量、保证大坝安全运行的重要手段。其中土石坝的内部水平位移观测对控制大坝的填筑进度、评估大坝的填筑质量比较重要。土石坝内部水平位移一般采用的观测仪器设备有引张线式水平位移计、土体位移计等。其中，引张线式水平位移计构造简单，測量直观明了，长期测值较可靠，被国内外的土石坝广泛采用。随着科学技术的发展，作为土石坝内部观测的仪器，引张线式水平位移计已实现了从手动观测到电测化和自动化观测的转变，引入了测控机构对引张线水平位移计进行测控。随着引张线式水平位移计在大型土石坝工程中的推广应用，对测控机构的自动化要求越来越高，对测控机构的灵活布置以及与其他观测设备的兼容性要求更强，对测控机构的建设成本和维护成本更加重视。目前市场上已有的自动化引张线式水平位移计的测控机构主要有砝码独立驱动模式测控机构和砝码集中驱动模式测控机构两种，它们的电测部分及驱动部分的结构都极为复杂，设备成本与维护成本较高，并且组网配置不灵活。砝码独立驱动模式测控机构整体设计成ー个独立专用的测控机构，采用各条引张线的砝码加载、卸载独立驱动模式，即一台驱动电机适配一条引张线，其电测部分采用集中式设计模式。这种砝码独立驱动模式测控机构没有采用模块化设计结构，仅将主要测控部分电路、交直流电源、仪器的接线端ロ、各种人工操作按钮、指示灯、显示面板等等全部集成到一个柜子里，整体成本较高。这就造成了测控机构一旦某一部分出现故障，需要在现场对测控机构进行维修，否则需要将整个测控机构返回厂家修理，造成了维护的不方便，维护成本高。另ー方面，随着对大坝安全的重视程度的増加，监测项目越来越多，监测仪器种类越来越多，就出现了在同一个监测点会出现多种监测仪器的自动化监测需求。如果还是采用对某ー类仪器的监测使用独立的监测装置，势必在同一监测点需要安装多个监测装置，这样会造成安装设备的空间要求大。砝码集中驱动模式测控机构可同时进行多条引张线的砝码加载、卸载，即一台驱动电机可适配数条引张线，整体采用了模块化设计结构，但是驱动部分驱动的是较大功率的220V交流电机，能耗高(大于500W)，因而不能在无市电时进行測量工作；并且为实现正常测控，除了需要电测部分、驱动部分外，还需要外部的继电器装置，这种测控机构结构较复杂，维护难度大，并且成本高，并且一旦一台加荷驱动电机发生故障会影响多个仪器的测量。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供ー种引张线式水平位移计分布式測量装置，使用低压、高減速比的直流減速电机驱动砝码的加载、卸载，采用模块化和分布式測量设计思想，将测量装置的测控部分简化为ー个测控模块，配以通用直流电源即可进行现场或远程测控，实现了结构上的简单化，使本測量装置与大坝安全监测中其他有关测量项目的測量装置的可以混合配制在同一个DAU (数据采集単元)内，设备配置灵活、安装方便，并降低了设备成本及维护成本。技术方案为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为引张线式水平位移计分布式測量装置，包括预负载机构、加荷机构、位移传感器和测控机构，所述加荷机构包括为引张线的破码加载或卸载提供驱动的加荷驱动电机、加荷状态传感器和卸荷状态传感器；所述测控机构采用模块化设计结构，包括电源模块和测控模块；所述每个加荷驱动电机对应一条引张线。本方案相对于现有的采用砝码独立驱动模式测控机构的测量装置，对测控机构采用了模块化设计，可以将砝码加载和卸载控制、电机驱动、电机保护、状态监视、位移測量、定时、数据存储、远程通讯、电源电压监视及电源保护、蓄电池充电管理等功能均集成到一个测控模块中；同时，每个测控模块可以实现对数条引张线的控制与測量，可以根据需求灵活配制测控模块的数量。对于分布于不同位置的引张线，可以将测控模块配置到大坝安全监测中其他有关测量项目的DAU中，实现混合配置，实现分布式測量。对测控机构可以设计采用标准通信接ロ(比如RS485通信接ロ)，实现测量装置的远程测控；通过标准通信接ロ，使用安装有大坝监测数据采集软件的PDA即可实现人工操作、数据、状态现场显示、数据临时采集等功能，大大简化了測量装置的硬件复杂程度。测控机构可以采用低压直流电源接ロ，还可以灵活配置外部交流/直流电源或太阳能等供电模块。采取这些措施，实现了測量装置的简单化、模块化和分布式測量，设备配置灵活、安装方便，大大減少了所需空间，并降低了设备成本及维护成本。本案相对于现有的砝码集中驱动模式测控机构的测量装置，由于每个加荷驱动电机对应一条引张线，对加荷驱动电机的功率要求低，可以采用基于低压、高減速比的直流减速电机驱动砝码的加载、卸载方法，由于每个电机负责驱动一条引张线，驱动功率小(小于12W)，仅需要小功率的直流电源即可驱动，如果某台电机发生故障只影响一条引张线的测量。同时，仅需要ー个测控机构就可按次序实现数条引张线式水平位移计的测量与砝码的加载、卸载驱动，这不仅大大降低了能耗，而且硬件大大简化，降低了成本，当部分模块故障时仅需要更换上同类的其他正常模块并设置简单的參数即可恢复系统測量，便于维护，使用多个测控机构即可轻易实现更多引张线式水平位移计的测控。优选的,所述加荷机构还包括加荷驱动轮、加荷钢丝、加荷破码、加荷状态传感器和卸荷状态传感器，加荷驱动轮安装在加荷驱动电机的输出轴上，加荷钢丝缠绕在加荷驱动轮上，且一端与加荷驱动轮固定，另一端与加荷砝码固定；所述加荷状态传感器和卸荷状态传感器的输出端接入测控机构，加荷状态传感器对加荷砝码是否完全加载在预荷载砝码上进行检测，卸荷状态传感器对加荷砝码是否完全卸载出预荷载砝码进行检測。优选的，所述加荷驱动电机采用低压、高減速比的直流減速电机；这是由于本案对加荷驱动电机的功率要求低，而低压、高减速比的直流减速电机的功耗低(电压12VDC，功耗小于12W，減速比大于3000:1);当然加荷驱动电机也可以采用普通直流电机与減速机构配套的结构代替，一般的低压小功率节能驱动装置皆可。优选的，所述电源模块的电源接入口包括市电电源接入ロ、太阳能电源接入口、风能电源接入口和蓄电池电源接入口 ；这是由于本案对电机的功耗要求低，其他需电源支持的设备也都属于弱电要求，因而本案除了采用市电电源接入方式外，也可以通过太阳能、风能、蓄电池等方式提供电能；同时采用多种供电方式，能够在市电电源突然断电时，其他方式的供电能够保证测量数据的连续性。优选的，所述测控模块包括砝码加载和卸载的监测子模块、电机驱动与保护子模块、位移测量子模块、定时子模块、数据存储子模块、RS485远程通讯接ロ、电源监测与保护子模块。优选的，所述引张线为一条、两条、三条、四条或以上；若引张线的数量过多，可以配置多台测控机构。优选的，所述测控机构包括标准通讯接ロ ；这样测控机构就能够与大坝安全监测中其他有关测量项目的測量模块混合配置在同一个DAU中，实现分布式測量；并且其不仅能够与远程PC机通讯进行测控工作，而且可以与便携式仪表接ロ，在现场进行安装调试或维护时进行测控工作。优选的，该测量装置还包括安装托架、游标卡尺，所述预负载机构还包括铟钢丝、铟钢丝转向轮、铟钢丝卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
引张线式水平位移计分布式测量装置，包括预负载机构、加荷机构、位移传感器和测控机构；所述加荷机构包括为引张线的砝码加载或卸载提供驱动的加荷驱动电机、加荷状态传感器和卸荷状态传感器；其特征在于：所述测控机构采用模块化设计结构，包括电源模块和测控模块；所述每个加荷驱动电机对应一条引张线。

【技术特征摘要】
1.引张线式水平位移计分布式测量装置，包括预负载机构、加荷机构、位移传感器和测控机构；所述加荷机构包括为弓I张线的破码加载或卸载提供驱动的加荷驱动电机、加荷状态传感器和卸荷状态传感器；其特征在于所述测控机构采用模块化设计结构，包括电源模块和测控模块；所述每个加荷驱动电机对应一条弓I张线。2.根据权利要求1所述的引张线式水平位移计分布式测量装置，其特征在于所述加荷状态传感器和卸荷状态传感器的输出端接入测控模块，加荷状态传感器对加荷砝码是否完全加载在预荷载砝码上进行检测，卸荷状态传感器对加荷砝码是否完全卸载出预荷载砝码进行检测。3.根据权利要求1所述的引张线式水平位移计分布式测量装置，其特征在于所述加荷驱动电机采用低压、高减速比的直流减速电机。4.根据权利要求1所述的引张线式水平位移计分布式测量装置，其特征在于所述测控机构的测控模块包括砝码加载和卸载的监测子模块、电机驱动与保护子模块、位移测量子模块、定时子模块、数据存储子模块、RS485远程通讯接口、电源监测与保护子模块。5.根据权利要求1所述的引张线式水平位移计分布式测量装置，其特征在于所述测控机构能够测控的引张线为四条。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗孝兵，郑水华，蓝彦，李桂平，华涛，刘艳平，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，国家电网公司，
类型：实用新型
国别省市：