[实用新型]一种岩土分层沉降测量装置

说明书

技术领域

本实用新型设计一种土工测量装置，具体的说是土地基、堤坝等处应用的一种岩土分层沉降测量装置。

背景技术

土路基地质条件、路堤载荷条件和施工条件都具有一定的复杂性，一般难以对每种处理方法进行严密的理论分析，因此无法在设计时就做出精确的计算，所以往往只能通过施工过程中的监测和施工完成后的质量检验来保证工程质量。现场大量使用的沉降检测仪主要还是对地面沉降的监测，例如红外监测仪、激光监测仪。但是这些监测方法还是仅仅停留在沉降的总合测量，具体针对地下岩土分层沉降在线测量的仪器和方法是非常少的。

对与岩土分层沉降的监测，目前现场使用的测量仪器主要是由沉降磁环、电磁感应探头、测尺等部分组成。这种电磁式测量仪的测量原理大致是首先将沉降磁环埋于土中，然后手动利用测尺将电磁感应探头顺着沉降管往下送，当电磁感应探头遇到沉降磁环的时候，系统会发出提示铃声，然后人工肉眼观测此时手上刻度测尺的示数并记录。这样两次测量得到的示数便可以计算出沉降磁环的沉降位移和沉降速度。

这种测量方法的缺点和不足是测量精度不高，监测数据量非常少，而且人为一个个测量数据误差较大，测尺、信号电缆线易疲劳折断，机械结构的损耗较大成本较高，无法实现智能化在线监测。

目前还有一种测量方法，测量原理大致跟电磁式沉降仪类似，有一点不同的是它用电机将电磁感应探头缓慢送到沉降管内部，并且电磁感应探头监测开关状态发生变化的信号采用无线通讯方式上传给地面无线接收模块，当地面接收到这个信号的时候利用电机的转速和对应时间关系求出沉降磁环下放的深度。这种监测方法虽然实现了不需要人为肉眼读取测尺示数，但是依然无法摆脱机械化的损耗，电机长时间运行也会带来较大的转速误差，无法实现精确测量。而且采用无线的通讯方式必然会有数据丢包的现象发生，数据量较少而且处理难度较大，这会导致测量的准确性大大降低。

上述两种测量方式都无法实现对岩土分层沉降精确测量，无法实现智能化在线测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前我国对土沉降测量的自动化程度低、精度不高、无法实现实时在线测量等问题，设计提出了一种岩土分层沉降高度的测量装置。

本实用新型采用的技术方案是：

装置包括现场测量仪器和远方测量仪器，两者通过无线传感通讯连接，其中：

所述的现场测量仪器主要由沉降磁环、岩土分层沉降信号汇集器和岩土分层沉降沉降信号采集单元组成，岩土分层沉降沉降信号采集单元是由1～n个结构相同的霍尔集成传感器串连接而成，所有霍尔集成传感器均固定在标杆上并置于沉降管中，沉降磁环套装在沉降管外，沉降管和沉降磁环一起垂直置于土体中，沿沉降管间隔均布地套装有多个沉降磁环；每相邻的两个霍尔集成传感器之间的间距相等的；每个霍尔集成传感器均是通过RS-485总线连接到岩土分层沉降信号汇集器，由岩土分层沉降信号汇集器对霍尔集成传感器进行通讯控制；

所述的远方测量仪器主要由远程接收装置和PC上位机组成，远程接收装置的一端与接收天线连接，另一端与PC上位机连接。

所述的岩土分层沉降沉降信号采集单元包括霍尔集成传感器、信号滤波电路、信号放大电路、总线通信模块、A/D转换电路和MCU模块；霍尔集成传感器依次经信号放大电路、信号滤波电路、总线通信模块、A/D转换电路后连接到MCU模块，MCU模块与总线通信模块连接，

所述的岩土分层沉降信号汇集器包括MCU模块、总线通信模块、存储模块、显示模块、GPS测量模块和远程通讯模块；MCU模块分别与GPS测量模块、远程通讯模块、总线通信模块和存储模块连接，MCU模块经自身连接的总线通信模块通过RS-485总线向岩土分层沉降沉降信号采集单元的总线通信模块发出控制信号，通过远程通讯模块向PC机发送实时测量信息。

所述的沉降磁环是环形永磁体结构。

将多个霍尔集成传感器阵列组成岩土分层沉降沉降信号采集单元，将沉降磁环分布在土体中，土体沉降带动沉降磁环跟随沉降，会引起信号采集传感单元周围磁场强度发生对应的变化，利用霍尔效应通过霍尔集成传感器检测周围磁场强弱并转化为电信号，采用RS-485总线通讯方式将电信号实时传送至岩土分层沉降信号汇集器，岩土分层沉降信号汇集器对电信号进行数据处理。