全自动滑动式测斜系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种全自动滑动式测斜系统，具有一安装于测斜管内的滑动式测斜仪，用于监测所述测斜管内各位置的倾斜量；所述测斜系统还包括：远程控制装置和动力装置；所述动力装置包括伺服电机和驱动伺服电机的伺服驱动器，所述伺服驱动器连接所述远程控制装置，所述滑动式测斜仪通过通讯线缆连接所述远程控制装置；所述伺服电机带动所述滑动式测斜仪滑动于所述测斜管内的多个测试位置上，所述滑动式测斜仪在多个测试位置上测得的倾斜量传输至所述远程控制装置。减少了监测传感器数量，一个传感器即可监测孔内所有测点，监测点间距可自行设定，提高监测可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
全自动滑动式测斜系统
本技术涉及尾矿库安全在线监测技术，尤其是一种一个设备监测孔内多个位置位移情况的全自动滑动式测斜系统。
技术介绍
中国从20世纪90年代开始引进测斜仪对一些重大岩土工程进行原位监测，取得了良好效果。到目前为止，各种各样的测斜仪广泛应用于水利水电、矿产冶金、交通与岩土工程领域。测斜仪是一种测定钻孔倾角的原位监测仪器，滑动式测斜仪监测的原理是根据内装伺服系统受重力影响的结果，测试测管轴线与铅垂线之间的夹角，从而计算出钻孔内各个测点的水平位移与倾斜曲线。如图3所示，为现有可滑动式测斜仪实施时的结构示意图，其主要由测头95、滑轮951、电缆92和读数器91组成。安装时，先在岩土工程体上钻孔941，然后把测斜管943装入钻孔941中，在测斜管943和钻孔941之间填充填料942，从而形成测斜孔94。然后将测头95放入测斜管943中，以滑轮951导引测头95到达指定位置，并最终通过盖93将电缆92进行固定，以定位测头95在测斜管94中高度。测头95主要包括一个受重力作用的石英摆片，其实质是力平衡的伺服加速度计，它能够提供足够的恢复能力摆回到垂直零位的位置，从零位倾斜越大，恢复力也越大。因为摆片不能自由运动，恢复力的大小转变成电信号输出，在读数器91上显示，成为倾斜角度。由于恢复力和倾斜角的正弦成正比，因而输出值也和测孔水平偏移成正比。近些年，由于尾矿库安全在线监测领域发展迅猛，安全在线监测技术得到了广泛的应用。内部位移在线监测被广泛用于尾矿坝、边坡等对象监测。尾矿库在线监测系统主要利用电子测斜仪多个串接或并联安装，配合测斜管使用，实现内部位移的在线监测。目前坝体内部水平位移具体实现方法:采用在坝面上竖直向下钻测斜孔，在孔内分段布置固定测斜仪或滑动式测斜仪，测斜仪通过仪器电缆与自动监测模块相连，自动监测系统软件测得孔内各点位移得出坝体整体水平位移。现有的监测设备需要在同一测斜孔内安装多个电子测斜仪，通讯电缆铺设困难，尤其是深孔内部位移监测时，传感器安装工作困难，后期维护工作量大。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术目的在于提供一种结构简单，经济简便实用，且能够可同时监测多个位置位移情况的全自动滑动式测斜系统。本技术所要解决的技术问题主要为现有深孔内部位移监测中，传感器、测斜仪电缆多、安装工作量大等问题，提供了一种能够远程控制的全自动滑动式测斜仪系统，同时可以增大监测孔内监测点密度，提高系统整体数据的可靠度。本技术提供一种全自动滑动式测斜系统，具有一安装于柔性测斜管内的滑动式测斜仪，用于监测所述测斜管的倾斜量；其特征在于，所述测斜系统还包括:远程控制装置和动力装置；所述远程控制装置控制所述动力装置，所述远程控制装置上具有数据输出设备；所述动力装置包括伺服电机和驱动伺服电机的伺服驱动器，所述伺服电机带动一曳引轮转动，通过所述曳引轮卷收牵引绳，所述牵引绳另一端连接所述滑动式测斜仪；所述伺服驱动器连接所述远程控制装置，所述滑动式测斜仪通过通讯线缆连接所述远程控制装置；所述伺服电机带动所述滑动式测斜仪滑动于所述测斜管内的多个测试位置上，所述滑动式测斜仪在多个测试位置上测得的倾斜量传输至所述远程控制装置。基于上述构思，另一导向轮安装于所述测斜管上部，所述牵引绳绕在所述导向轮上。基于上述构思，所述滑动式测斜仪长度大于其外径的两倍，所述滑动式测斜仪长度方向上布置有两组滑轮，各组滑轮中具有至少两个相对于所述滑动式测斜仪轴线对称设置的滑轮。本技术的有益效果为:减少了监测传感器数量，一个传感器即可监测孔内所有测点，监测点间距可自行设定，提高监测可靠性。简化了测斜管中安装传感器的工作过程，用一根钢丝绳固定单独一个传感器即可，减少通讯电缆铺设工作，减轻了后期维护工作。【附图说明】图1为本技术全自动滑动式测斜系统的结构示意图；图2为本技术全自动滑动式测斜系统的控制部分原理图；图3为现有技术可滑动式测斜仪实施时的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术做进一步详细说明。本技术专利公开了一种全自动滑动式测斜系统，可应用于尾矿库大坝的位移监测，大坝上可设置有多个垂直的测斜孔，测斜孔可以利用现有作法，也就是钻孔后通入多节活动连接的内管，再在管孔之间填充填料进行固定。内管可为ABS塑料等材料制成的柔性管，可发生区段变形，并且管壁内设置导槽。如图1所示，本技术以一个滑动式测斜仪I配置于一个测斜管内，用于监测测斜管5内各位置的倾斜量；滑动式测斜仪I可以是包括一个受重力作用的石英摆片，其实质是力平衡的伺服加速度计，它能够提供足够的恢复能力摆回到垂直零位的位置，从零位倾斜越大，恢复力也越大。因为摆片不能自由运动，恢复力的大小转变成电信号输出，在读数装置上显示，成为倾斜角度。由于恢复力和倾斜角的正弦成正比，因而输出值也和测孔水平偏移成正比。本技术的全自动滑动式测斜系统具有自动在线监测的功能，I个滑动式测斜仪I同时可以监测不同深度的内部位移。本技术测斜系统还包括:远程控制装置2和动力装置3。如图2所示，动力装置3包括伺服电机31和驱动伺服电机31的伺服驱动器32，伺服驱动器32连接远程控制装置2，滑动式测斜仪I通过通讯线缆4连接远程控制装置2。远程控制装置2上还具有数据输出设备，可以是显示器或有线/无线通讯设备。伺服电机31的伺服驱动器32提供自动化接口，可很方便地进行操作模块和现场总线模块的转换，伺服驱动器32为位置伺服控制模块，通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值，控制滑动式测斜仪I进行指定间距监测点的测量。远程控制装置2的基本原理是:主机通过运动控制卡连接伺服驱动器32，控制伺服电机31运转，并采集电机运行参数。(I)低速伺服电机31具有可断续周期性工作，能频繁启动，能正反方向运转的性倉泛。(2)所述的远程控制装置2为现场总线模块，可通过二次开发控制程序实现与伺服驱动器32的通讯，自动控制伺服驱动器32的启停。如图1所示，伺服电机31带动一曳引轮32转动，通过曳引轮32卷收牵引绳33，另一导向轮34安装于测斜管5上部，牵引绳33绕在导向轮34上。牵引绳33另一端连接滑动式测斜仪I。伺服电机31通过曳引钢丝绳33经导向轮34与滑动式测斜仪I连接，伺服电机31的输出转矩通过曳引钢丝绳33传送给滑动式测斜仪1，驱动力是通过曳引钢丝绳34与绳轮之间的摩擦力产生的。伺服电机31带动滑动式测斜仪I滑动于测斜管5内的多个测试位置上，滑动式测斜仪I在多个测试位置上测得的倾斜量可传输至远程控制装置2。滑动式测斜仪I长度最好是大于其外径的两倍，以便于其能随测斜管5的倾斜而倾斜，滑动式测斜仪I长度方向上布置有两组滑轮11，各组滑轮中具有至少两个相对于滑动式测斜仪轴线对称设置的滑轮U。以利用滑轮11使滑动式测斜仪I在测斜管5内能更便利的滑动，并且更好地匹配测斜管5的倾斜。滑动式测斜仪I滑轮11按工业级设计与加工，保证其使用寿命与质量。滑动式测斜仪为加强型滑轮式测斜仪，滑轮结构使用寿命长。并且，本技术测斜管5内部导槽用以定位和导向滑轮11，导槽最好要进行耐磨处理。本技术的全自动滑动式测斜仪系统通过动力装置3的控制实现滑轮式测斜仪I的上下滑动，通过滑轮式测斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动滑动式测斜系统，具有一安装于柔性测斜管内的滑动式测斜仪，用于监测所述测斜管的倾斜量；其特征在于，所述测斜系统还包括：远程控制装置和动力装置；所述远程控制装置控制所述动力装置，所述远程控制装置上具有数据输出设备；所述动力装置包括伺服电机和驱动伺服电机的伺服驱动器，所述伺服电机带动一曳引轮转动，通过所述曳引轮卷收牵引绳，所述牵引绳另一端连接所述滑动式测斜仪；所述伺服驱动器连接所述远程控制装置，所述滑动式测斜仪通过通讯线缆连接所述远程控制装置；所述伺服电机带动所述滑动式测斜仪滑动于所述测斜管内的多个测试位置上，所述滑动式测斜仪在多个测试位置上测得的倾斜量传输至所述远程控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种全自动滑动式测斜系统，具有一安装于柔性测斜管内的滑动式测斜仪，用于监测所述测斜管的倾斜量；其特征在于，所述测斜系统还包括:远程控制装置和动力装置； 所述远程控制装置控制所述动力装置，所述远程控制装置上具有数据输出设备； 所述动力装置包括伺服电机和驱动伺服电机的伺服驱动器，所述伺服电机带动一曳引轮转动，通过所述曳引轮卷收牵引绳，所述牵引绳另一端连接所述滑动式测斜仪；所述伺服驱动器连接所述远程控制装置，所述滑动式测斜仪通过通讯线缆连接所述远程控制装置；...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟闯，王建东，
申请(专利权)人：中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43