[实用新型]双金属弦标

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于工程安全监测设备，尤其适用于水电工程安全监测水准基点及廊道之间高程传递。它是一种工程安全监测设备，同时也是一种工程安全监测具体方法。

背景技术

现有技术条件下，一般的水电工程水准基点和廊道之间的高程传递，采用双金属管标，其工作原理是利用钢管和铝管温度膨胀系数差值（铝膨胀系数约钢的2倍）准确进行高程传递。

双金属标的工作原理如下图3所示。

如图3所示：h₁为首次观测时钢管和铝管的高差，h_i为第i次观测时钢管和铝管的高差，△_钢和△_铝分别为钢管和铝管的长度变化量（温度影响），由图可知，其关系为：

h₁+△_钢=hi+△_铝                  

钢和铝的线膨胀系数分别为α_钢、α_铝（送计量部门检定），α_铝/α_钢=K，将其代上式即可得：

h_i+K△_钢= h₁+△_钢                 

由温度变化引起的钢管长度变化量为：

△_钢=（h₁- h_i）/（K-1）

将△_钢在观测成果中加以改正，即达到高程传递的目的。               

现有技术的双金属管标要求钻孔孔径均要求较大，一般不小于Φ146mm，钢管和铝管外径不小于Φ50mm，并要求有足够的壁厚，由于安装条件的限制（往往是在观测廊道或观测房里安装）要求以2 m~3m分段拼接，还要配套有橡胶环、阻滑砣等，安装时逐节装配，其过程繁杂并要求有相应机械（钻机）配合，同时由于管件长度有限，采购时每一双金属管标的管件不可能保证是同一炉冶炼，其线膨胀系数可能有偏差。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，在现有技术基础上，以双金属弦线代替双金属管，提供一种方便安装、投入较小工程安全监测设备。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种双金属弦标，其结构特点是，包括安装在双金属弦标钻孔孔口处的立架，置于双金属弦标钻孔孔底分别与第一金属弦线和第二金属弦线下端相连的锚块；所述立架上活动连接有第一杠杆和第二杠杆； 所述第一杠杆的一端与第一金属弦线的上端相连，该第一杠杆的另一端与第一重锤相连；所述第二杠杆的一端与第二金属弦线的上端相连，该第二杠杆的另一端与第二重锤相连；所述立架上装有两个测量仪表，两个测量仪表的顶针分别与第一杠杆和第二杠杆的弦线安装位置相连；所述第二金属弦线膨胀系数约为第一金属弦线膨胀系数的1.8~2.2倍。

以下是对本实用新型的进一步改进。

优选地，本实用新型所述第一金属弦线为不锈钢弦线，所述第二金属弦线为合金铝弦线。利用不锈钢弦线和合金铝弦线温度膨胀系数差值（铝膨胀系数约钢的2倍）准确进行高程传递。

本实用新型采用的所述测量仪表为钢弦百分表和铝弦百分表，钢弦百分表的顶针与第一杠杆的弦线安装位置相连；铝弦百分表的顶针与第二杠杆的弦线安装位置相连。当不锈钢弦线和合金铝弦线因温度变化导致长度发生变化时其长度变化量可以在对应的钢弦百分表和铝弦百分表可以准确测量出结果。

在监测技术中，地表仍不认为是固定点，而是以孔底作为固定点即不动点，通过现有技术的金属管或本实用新型的金属弦线传递到地表面，并通过两种材料不同膨胀系数消除温度变化对金属材料的影响。

所述双金属弦标钻孔内设有双金属弦标钻孔保护管，双金属弦标钻孔保护管置于钻孔内。所述第一杠杆和第二杠杆的中部位置通过杠杆轴铰接在立架上，第一杠杆和第二杠杆在安装时保持水平状态，可以使不锈钢弦线和合金铝弦线处于张紧状态并能使测量仪表有效测量其长度变化。

与现有双金属管标相比，本实用新型的有益效果是，由于双金属弦线代替双金属管，所要求钻孔可以远小于双金属管标孔，节省了钻孔费用，所用金属材料费用也大幅减少，安装装配过程更简单，双金属弦标设计合理，结构简单，安装方便，成本低，效果好。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的正面示意图；

图2是图1的右视图；