[发明专利]一种基于皮带传动的岩层位移量监测方法

说明书

本发明公开了一种基于皮带传动的岩层位移量监测方法，属于岩层位移量监测技术领域，本发明要解决的技术问题为如何避免因设备造成的岩层位移测量数据误差，提高岩层位移量测量精度，便于人为观察记录岩层位移数值，同时也能够将直线位移转化成转动的角变量并为转化成电信号进行处理和远程监测提供条件，采用的技术方案为：该方法步骤如下：(1)、确定基点锚固器安装位置；(2)、安装深部基点锚固器；(3)、安装浅部基点锚固器；(4)、定位套筒位置；(5)、校准皮带位置；(6)、读取岩层离层位移量：岩层发生离层产生位移时，钢绞线通过连接滑块带动皮带移动，位移长度直接通过皮带上的刻度值读取。

技术领域

本发明涉及岩层位移量监测技术领域，具体地说是一种基于皮带传动的岩层位移量监测方法。

背景技术

在岩层位移量的监测时，一般有三个点(A、B、C)，如附图1所示，A点选择在稳定岩层中，可以认为是固定的基点，B点选择在移动岩层中，随着AB间的岩层移动，C点选择在测量面上，一般是监测装置的安装点，BC间的岩层多用锚杆等锚固材料锚定。

当BC间的岩层出现相对移动，BC间的距离变大，反映在BC间的钢丝长度变长，长度的增加量即测量点C相对B的位移，记为b；当AB间的岩层出现相对位移，不会影响BC间钢丝的长度变化，AC间的距离变大，反映在AC间的钢丝长度变长，长度的增加量即测量点C相对A的位移，记为a。其中，b的值越大反映锚固的效果越差，a-b的值反映的是BC间的位移量，实际测量的就是a和b。

通过监测测量装置测量a和b的值时，应当指示(显示)出来，方便人员能够直接观测读取，总结目前现有的监测装置主要采用了两种测量方法：

(一)、采用两个带有刻度的套筒，每个套筒内部都有弹簧装置，通过钢丝连接的指针压紧弹簧，使钢丝处于拉紧状态，当位移增大，压缩弹簧，指示值变大；

(二)、采用涡卷弹簧与钢丝相连，并拉紧钢丝，涡卷弹簧缠绕在一个绕固定轴转动的轮子上，当位移变大时，钢丝拉动涡卷弹簧，依靠摩擦力，带动轮子转动，直到缠绕在轮子上的涡卷弹簧钢片全部拉直；缠绕涡卷弹簧的轮子有两个并排独立的缠绕空间，一边涡卷弹簧，另一边用相反的缠绕方向缠绕带刻度的钢尺(类似钢圈尺的芯)，当钢丝拉动涡卷弹簧带动轮子转动时，钢尺被推送出来，即可以看到刻度指示；另外，钢丝拉动涡卷弹簧，带动轮子转动，将直线位移转化成了转动的角变量，可以通过连接测量角变量的角变量电位器，输出电信号进行处理后输出显示。

采用方法(一)测量时存在的问题和缺点主要有两个：一是，带刻度的套筒要比测量的范围大，需要的监测装置的尺寸就比较大，现有产品一般测量范围都比较小，测量误差较大；二是，无法将位移量监测结果转化成电信号，因此也无法用数码管醒目显示或远距离监测。

采用方法(二)测量时存在问题和缺点主要有两个：一是，由于涡卷弹簧是预缠绕4-5圈以上(根据量程确定)在转动圆盘上的，涡卷弹簧钢片具有厚度且涡卷弹性钢片之间存有间隙，也就是每一圈的直径是变化的，岩石离层时的直线位移量与转动圆盘旋转的圈数并不是线性关系，因此理论上测量的数值就存在误差，这是该检测方法固有的缺陷；二是，目前监测装置带刻度钢尺是垂直向外伸出的(即朝下)，从下方观察时容易产生误差，不便于观察记录数值。

故如何避免因设备造成的岩层位移测量数据误差，提高岩层位移量测量精度，便于人为观察记录岩层位移数值，同时能够将直线位移转化成转动的角变量并为转化成电信号进行处理和远程监测提供条件是目前现有技术中急需解决的技术问题。

专利号为CN2924017的专利文献公开了一种多方位围岩离层监测报警仪，它包括现有的壳体、钢丝绳和信号变送器，其特征是在壳体内有传动轴与角传感器连接，传动轴上安装有刻度卷尺，刻度卷尺测量头从壳体下部露出，在传动轴上还连接有钢带轮，钢带轮上缠绕钢带，钢带与细钢丝绳连接在一起。但是该技术方案测量过程中存在误差，也不能将直线位移转化成转动的角变量并为转化成电信号进行处理和远程监测提供条件。

发明内容