[发明专利]基于地下位移测量集成传感器的地下位移测量方法及仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种位移测量装置，尤其是涉及一种基于地下位移测量集成传感器的地下位移测量方法及仪器。

背景技术

滑坡、崩塌、泥石流、地塌、地陷等危害人民生命和财产安全的地质灾害发生前和发生时会出现地下深部的位移现象，在建筑和水利施工中也会因为挖掘和打桩等活动出现地下深部的位移现象，前者地下位移是灾害前的征兆，后者将是建筑和水利施工环境和质量的重要表现。因此，对地下深部位移进行监测是防御灾害、保障建筑和水利工程质量的必要的手段。

现有对地下深部位移的监测是运用测斜方法进行地下位移测量，当地下位移发生时，测斜管发生变形，测斜仪的测量探头产生倾斜角，测量探头的倾斜角可在地上的显示表头上读出，经换算可得出地下的位移值。这种测斜测量仪必须由人工操作测量探头在测斜管内从上到下的放置，才能实现测量测斜管的倾斜角，不能自动实时连续的监测，且测量准确性与操作者的技术有关。还有，当埋在土体深部的测斜管发生S型变形时，或发生大曲率弯曲时，测量探头无法放下去完成测量。另外，测斜管是用铝或工程塑料制成的管子，具有较好的抗破坏强度，当地下土质较软时，实际地下土体的位移大于测斜管的倾斜角度所对应的位移值，这就不能准确地反映出地下的实际情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地下位移测量集成传感器的地下位移测量仪器，提出地下位移测量集成传感器单元的构成、组成地下位移测量仪器、建立地下位移测量。

本发明采用的技术方案是：

一、一种基于地下位移测量集成传感器的地下位移测量方法：

本发明是由一个个地下位移测量集成传感器单元与一个地下位移测量集中处理装置串接组成，在测量时是通过从上到下或从下到上逐一测出相邻的两个地下位移测量集成传感器单元的相对变化量，从而测出整个从地面到地下深部的变形情况。

二、一种基于地下位移测量集成传感器的地下位移测量仪器：

本发明从下而上依次是由1～m个结构相同的表示地下位移测量集成传感器单元通过485总线串接而成，其中第m个地下位移测量集成传感器单元与地下位移测量集中处理装置A通过485总线连接，整个由集成传感器构成的测量串封装在热缩软橡塑管内；

所述地下位移测量集成传感器单元：包括互感线圈、MCU、测斜集成电路、485总线驱动电路、A/D转换电路、正弦电压测量电路和正弦电压发生电路；MCU分别与测斜集成电路、485总线驱动电路、正弦电压发生电路连接，根据地下位移测量集中处理装置从485总线传来的指令，MCU经电子模拟开关控制线圈的一端是与正弦电压测量电路相联，还与正弦电压发生电路连接，正弦电压测量电路还经A/D转换电路与MCU连接；

所述地下位移测量集中处理装置：包括另一MCU、另一485总线驱动电路和通讯模块；另一MCU分别与另一485总线驱动电路和通讯模块连接，并通过485总线向1～m个地下位移测量集成传感器发出控制指令，通过通讯模块向远方发送地下位移的信息。

本发明具有的有益效果是：

本发明将互感线圈、测斜集成电路、通讯总线、正弦信号发生电路、正弦信号测量电路等集成为一个测量集成单元，并将多个测量集成单元间隔一定距离，形成地下位移测量串，再由地下位移测量集中处理装置集中处理地下各个位置的位移量，从而形成地下位移测量仪器，建立了一种新的地下位移测量方法。

附图说明

图1是地下位移测量仪器构成示意图，图中1～m表示地下位移测量集成传感器；A表示地下位移测量集中处理装置。

图2是地下位移测量集成传感器单元组成的图。

图3是地下位移测量集中处理装置组成的图。

图4是两个地下位移测量集成传感器单元在地下发生位移和倾斜变形的描述图。

图5是互感线圈的感应正弦电压与线圈相对位移和夹角的三维关系模型图。

图6是流程图之一。

图7是流程图之二。

具体实施方式

如图1所示，本发明从下而上依次是由1～m个结构相同的表示地下位移测量集成传感器单元通过485总线串接而成，其中第m个地下位移测量集成传感器单元与地下位移测量集中处理装置A通过485总线连接，整个由集成传感器构成的测量串封装在热缩软橡塑管内；