[发明专利]固定式容栅编码器测斜装置、测斜仪、测斜设备及测斜系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定式容栅编码器测斜装置、测斜仪、测斜设备及测斜系统。

背景技术

在地铁、大型楼宇的施工监测中，大坝桥梁边坡的保护性监测中，测斜是一项非常重要的指标。测斜仪测量土体内部位移造成的偏移变化量，可以绘出所测量断面的位移断面图。通过分析每日测量得到的数据，可以推出内部土体的变化趋势，指导工程建设、监测结构状况，防止滑坡塌方等灾害的发生。

目前用的较多的是滑动式重力加速度传感器测斜仪，滑动式测斜仪先放入被测的测斜导管的底部，假设孔底不动，然后导轮沿着测斜导管的导槽提升测斜仪的长度L，加速度传感器可以测到在每一个点的倾斜角度，待数值稳定后，读出倾斜角度，继续提升L。在提升若干次后，测完整个测斜导管的所有位置，将计算得到的所有水平偏差累积起来，从测孔底部绘成曲线，结果就是初次观察与后来的任意一次观察之间的水平位移变化曲线，代表观测期间土体发生的水平位移变形，得到类似于下图的曲线。但是，现在所使用的测斜仪存在如下问题：1、由于采用了低成本的加速度传感器芯片，故精度较低，其精度勉强达到要求；2、成本依然很高，无法接受大量高密度使用；3、线非常的多和复杂，安装排布麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精度高，且成本低廉的固定式容栅编码器测斜装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种固定式容栅编码器测斜装置，包括壳体、设置在所述壳体内的摆锤、相对设置的容栅标尺和容栅电路板、及与所述容栅电路板和容栅标尺之间信号连接的容栅芯片；所述壳体内形成有收纳所述摆锤的收纳腔，所述摆锤的一端挂在所述壳体上，且所述摆锤以挂在所述壳体上的一端为中心轴相对所述壳体摆动；所述容栅标尺固定在所述摆锤上，所述容栅标尺随所述摆锤沿所述容栅电路板的平面移动；或者所述容栅电路板固定在所述摆锤上，所述容栅电路板随所述摆锤沿所述容栅标尺的平面移动。

进一步的，所述容栅标尺的数量、容栅电路板的数量均为两个；两个所述容栅标尺相对固定在摆锤的两侧，每个所述容栅电路板分别对应一个容栅标尺平行设置在所对应的容栅标尺的一侧；或者，两个所述容栅电路板相对固定在摆锤的两侧，每个所述容栅标尺分别对应一个容栅电路板平行设置在所对应的容栅电路板的一侧。

进一步的，所述固定式容栅编码器测斜装置还包括连接所述摆锤和所述壳体的摆锤吊臂。

本发明还提供了一种测斜仪，包括上述固定式容栅编码器测斜装置。

进一步的，所述测斜仪还包括与所述测斜传感器连接的测斜杆本体及设置在所述测斜杆本体上的定位轮和活动轮，所述定位轮和活动轮沿纵长方向的垂直方向设置在所述测斜杆本体的两侧，所述定位轮安装在所述测斜杆本体上，所述活动轮通过连接件安装在所述测斜杆本体上，所述连接件与测斜杆本体之间通过轴连接，所述轴上套设有扭簧，所述扭簧的一端抵持所述连接件，另一端抵持所述测斜杆本体。

进一步的，所述测斜仪还包括管体，所述固定式容栅编码器测斜装置设置在所述管体内，所述管体的两侧对称设置有偶数个导轮，其中两两对应设置，每两个对应设置的导轮之间通过导杆连接，导杆活动安装在管体上。

本发明还提供了一种测斜设备，包括导管和设置在所述导管内的若干所述测斜仪，每个所述测斜仪固定在所述导管内。

进一步的，若干个所述测斜仪沿所述导管的纵长方向依次排列，若干所述测斜仪通过电导线并联。

进一步的，所述导管内设置有总线缆，每个所述测斜仪通过分线缆并联在所述总线缆上。

本发明还提供了一种测斜系统，包括云平台或者计算机和与所述云平台或计算机信号连接的所述的测斜仪或者所述的测斜设备。

本发明的有益效果在于：本发明的固定式容栅编码器测斜装置通过采用容栅标尺和容栅电路板，并将该容栅标尺或容栅电路板安装在摆锤上，当摆锤摆动后，容栅标尺与容栅电路板之间形成相对位移，导致输出信号产生相位差，利用容栅芯片对输出信号相位差进行鉴别，即可测算出容栅标尺与容栅电路板之间的相对位移，进而推算出该固定式容栅编码器测斜装置的倾斜角度，与现有技术相比，该固定式容栅编码器测斜装置、测斜仪利用了高精度的容栅传感器的原理，在相对低廉的成本下，可达到更高的检测精度。该测斜设备采用若干测斜仪固定安装在导管内，无需人工操作测斜仪在导管内升降，在保证整体成本低、测量精度高的前提下，能够实现自动化实时连续测量。该测斜系统则可以实现远程或本地交互，读取数据更为方便，安全性更高。