路基分层垂直沉降与横向位移自动监测装置及其监测方法

摘要

本发明公开了光学测量技术领域中一种路基分层垂直沉降与横向位移自动监测装置及其监测方法。技术方案是，所述自动检测装置包括测量定位单元、激光位移传感单元、激光角度传感单元、测量信号控制单元、测量数据传送单元、处理单元和电源模块；自动监测方法是，首先安装各装置；而后，启动提拉装置，当定位传感器到达磁环位置时，停止该装置，测量位移和角度数据，并传送到处理单元保存；重启提拉装置，重复测量和保存数据步骤，直至测管触碰到限位开关；处理处理单元的所有数据，得出路基垂直沉降与横向位移参数。本发明应用了激光测量技术，提高了测量的精度和深度，同时实现了远程自动化的监测。

主权项

一种路基分层垂直沉降与横向位移自动监测装置，包括测量定位单元、激光位移传感单元、激光角度传感单元、测量信号控制单元(801)、测量数据传送单元(802)、中央处理单元和电源模块(9)，其特征是，所述测量定位单元由测斜管(1)、磁环(2)、测杆(3)、提拉装置(4)、限位开关(10)组成；所述测斜管(1)和磁环(2)预先通过钻孔方式埋入待测路基；测斜管(1)的管壁两侧有导槽(101)；磁环(2)埋入路基下不同深度的观测点位，用膨胀土封孔，磁环(2)可与地层同步沉降；所述提拉装置(4)由电机(401)、绕盘(402)、滑轮(403)、电缆或者安全绳索(404)组成；所述测杆(3)由支撑杆(301)、上组导轮(302)、下组导轮(303)、铁环(304)、定位传感器(305)组成；所述定位传感器(305)固定在支撑杆(301)上，可随测杆(3)在测斜管(1)中移动；所述铁环(304)与上组导轮(302)固定；上组导轮(302)和下组导轮(303)分别固定在支撑杆(301)上下两端，保证测杆(3)在测斜管(1)内位置居中，并可沿导槽(101)滑动，且保证测杆(3)不会整体旋转；所述电缆或者安全绳索(404)连接测杆(3)上的铁环(304)，并经过滑轮(403)，缠绕在绕盘(402)上，绕盘(402)由电机(401)带动；当电机(401)启动时，提拉装置(4)可带动测杆(3)沿测斜管(1)内的导槽(101)滑动；当定位传感器(305)到达磁环(2)的位置时与磁环(2)发生感应，感应信号通过电缆传输，并通过测量信号控制单元控制电机(401)停止，同时控制激光位移传感单元和激光角度传感单元进行位移测量和角度测量；限位开关(10)安装在测斜管(1)孔口以下位置，铁环(304)触碰到限位开关(10)，电机(401)将停止转动；所述激光位移传感单元由激光测距传感器(5)、反射板(501)组成；反射板(501) 固定在支撑杆(301)上，可随测杆(3)在测斜管(1)中移动；激光测距传感器(5)利用机械卡具(601)安装在固定支架(6)上；所述激光测距传感器(5)发射的激光束通过固定支架6上的通光孔发射到反射板(501)，由反射板(501)将激光束反射回去，并通过通光孔由激光测距传感器(5)接收；所述激光角度传感单元由激光测头(7)和反射镜(703)组成；所述反射镜(703)固定在支撑杆(301)上，可随测杆(3)在测斜管中移动；所述激光测头(7)由激光发射器(701)和光电接收器(702)组成；激光测头(7)安装在固定支架(6)上；所述激光发射器(701)和光电接收器(702)均固定在安装盒(602)内；所述激光发射器(701)发射的激光通过安装盒(602)内的透明窗口发射到反射镜(703)，由反射镜(703)反射回去的激光仍然通过透明窗口由光电接收器(702)接收；所述测量信号控制单元(801)分别与测量定位单元、激光位移传感单元和激光角度传感单元通过有线或者无线方式连接；用于检测磁环位置感应信号、控制电机启停、控制激光位移传感单元和激光角度传感单元进行测量；所述测量数据传送单元(802)分别与激光位移传感单元和激光角度传感单元通过有线或者无线方式连接，用于将激光位移传感单元和激光角度传感单元测量所获得的数据通过有线或者无线方式送入中央处理单元；所述中央处理单元由测量数据接收模块、计算处理单元、软件处理系统、显示与存储模块四个顺序连接的功能模块组成；所述电源模块(9)用于为测量定位单元、激光位移传感单元、激光角度传感单元、测量信号控制单元(801)与测量数据传送单元(802)提供工作电流；所述提拉装置(4)中的电机(401)、固定支架(6)、测量信号控制单元(801)和测量数据传送单元(802)以及电源模块(9)均固定安装在支架(11)上，支架(11)安装在测斜管(1)孔口以上的位置；地面上所有装置用密封盒(12)密封保护。