[实用新型]一种用于监测的高精度摆锤电容式测斜装置

说明书

本实用新型公开了一种用于监测的高精度摆锤电容式测斜装置，包括有第一、第二固定极板、动极板、固定点和电源模块；动极板可以以固定点作为枢轴点往复摆动；该测斜装置竖直放置时，所述动极板平行设置于第一、第二固定极板的中间位置且垂直于水平面；所述电源模块分别在动极板与第一、第二固定极板之间施加相同的电压。本实用新型通过三个电容极板相对间距随倾角的改变得到倾斜角度的具体值，装置结构简单，测量精度高；同时还可通过对动极板的软线吊装减少动极板摆动的阻力对测量精度的影响，将极板浸入绝缘液体减少震动误差、增加测量的灵敏度。本实用新型作为一种用于监测的高精度摆锤电容式测斜装置可广泛应用于工程检测领域。

技术领域

本实用新型涉及工程检测领域，尤其是一种用于监测的高精度摆锤电容式测斜装置。

背景技术

深层水平位移监测是二级及以上监测安全等级工程必测项目，广泛应用与基坑、隧道、边坡、地基、轨道交通、尾矿、大坝工程的安全监测中。就建筑基坑而言，根据《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)表4.2.1，一、二级建筑基坑，深层水平位为应测，三级建筑基坑为宜测；根据《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB50911-2013)表4.2.1，监测安全等级为一、二级，深层水平位为应测项目，监测安全等级三级为选测。因此，深层水平位移的应用广泛，是工程监测不可或缺的监测项目之一。

现有深层水平位移的测量方法分为活动式和固定式。所有的测量原理均为测量单点倾角变化，通过假定或测量某点的水平位移量，累加得到整体的水平位移，如图1，左侧竖直的为基准线，右侧的曲线为变形后曲线，阴影部分为测斜仪，计算公式为：ΔSi＝(θi-θi-1).L，其中ΔSi为深度i处水平位移变化量，θ为深度i处重复测量的倾角变化量，L为量测间隔。

因此，各类测量设备主要差别在于倾斜角度测量方法不同，现有解决方案主要有以下几种：

A倾角传感器：利用倾角传感器直接测量单点倾角变化；

B加速度计测量：测斜仪探头采用两个受力平衡的伺服加速度计测量倾斜，1个加速度计测量测斜仪测轮所在平面的倾斜，为正倾斜；另一个加速计测量与测斜仪测轮所在平面相垂直的平面的倾斜。加速度计的测斜是根据重力场投影原理进行倾角测量。

现有深层水平位移的实现，主要依靠倾角传感器及加速度计测量，倾角传感器在活动式测斜装置中，精度及稳定性受温度、振动等因素影响较大；而加速度计测量原理装置大部门为进口设备，使用成本较高。例如一种平面差分电容倾角传感器探头(CN204064291U)、一种差动液态电容倾角传感器(CN203704919U)，其技术方案中均采用多个电极和导电液实现，通过传感器倾斜时导电液流动保持液面水平的特性计算差分电容，进而计算得到倾角数据；但其技术方案在实际应用中存在严重问题，由于倾角传感器通常用于工程现场中用于监测基坑、隧道、边坡、地基等的变形程度，当出现变形时通常也可能同时对倾角传感器产生压力，可能导致导电液泄漏，另外也可能由于密封性不佳导致导电液挥发，对液位、浓度都造成一定影响，例如液位降低时倾角传感器倾斜，则一侧减小的电容与另一侧增大的电容并非线性关系，造成测量结果出现误差，降低检测精度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是：提供一种用于监测的低成本、高精度摆锤电容式测斜装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于监测的高精度摆锤电容式测斜装置，包括有第一固定极板、第二固定极板、动极板、固定点和电源模块；所述动极板的顶部连接至固定点，所述动极板可以以固定点作为枢轴点往复摆动；该测斜装置竖直放置时，所述第一固定极板、第二固定极板、动极板均垂直于水平面，所述动极板在第一固定极板与第二固定极板的中间位置；所述电源模块分别在动极板与第一固定极板之间、动极板与第二固定极板之间施加相同的电压。

进一步，所述第一固定极板、第二固定极板和动极板均浸入绝缘液体中。