[发明专利]一种双管全自动化分层测斜系统及测斜方法

说明书

本发明涉及一种双管全自动化分层测斜系统，包括A、B两个测斜管、A、B两个测斜探头，A、B两个测斜管平行间隔设置，在A、B两个测斜管的顶部管口分别通过同心管头支架安装一滑轮组件，同步皮带的两端分别绕过两个滑轮组件穿入到A、B两个测斜管内并分别与A、B两个测斜探头连接，同步皮带的中部绕过同步减速轮组，同步减速轮组与伺服电机连接，伺服电机由控制系统控制。本发明有效消除仪器误差，真正实现了无人、自动化，具有可操作性强、自动化程度高，成本低，实时、准确等特点。

技术领域

本发明属于深层水平位移监测领域，涉及测斜仪，尤其是一种双管全自动化分层测斜系统及测斜方法。

背景技术

深层水平位移监测常被应用于深基坑监测、真空预压区及大坝、码头等构筑物监测中，是了解深基坑、边坡及地基土深层变化的主要手段之一。

测斜仪主要由预先埋设的测斜管、探头，控制电缆、滑轮装置和读数仪组成，第一次观测可以记录测斜管位移的初始数据。其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。观测时，探头从测斜管底部向顶部移动，每半米间距处暂停并读取一定的数据。测得的倾斜角度可以换算成侧向位移。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。

在测斜仪观测时，为了消除和减少仪器的零漂及装配误差等，在位移的正方向测量完成后，将测头调转180度反方向再测读一次数据，用以消除零漂及仪器误差带来的影响。

目前传统的测斜方法是人工操作，先将探头下至预定深度，再自下而上测量，但在实际操作中，仪器操作对工人技术要求较高，人工成本大、费时费力；在码头、纳泥区等地段受恶劣的自然环境影响大，可能存在安全风险；数据采集受环境影响大，连续性差；另每次测量要求上升或下降50cm，人工测量无法准确的控制，这会带来很大偏差，导致测量数据不可避免的产生人为误差，准确度低；另外人工监测频次低，监测数据具有滞后性，实时性差；受施工作业干扰影响大，数据不能共享等缺点。

目前研究较多的固定式测斜仪是利用倾角传感器测量并换算位移数据的，因为固定式测斜仪器要求的精度较高(角度误差不大于0.005度)，而每个传感器价格昂贵，受温度影响大，安装的间距受成本影响过大(间距1～2m)，这样安装无法满足精度及规范要求，另外，固定式传感器在每次通电时，无法消除零漂、温漂及设备带来的误差，而这种误差一般数值较大且有一定的随机性，无法有效消除，导致测量结果差强人意，甚至与实际土层位移相背离。

也有学者尝试采用自动单向滑动式，但又无法消除和减小仪器的零漂、温漂、仪器自身误差及装配误差带来的影响。

上述传统方法对如何减少误差影响，降低成本、仪器滑动走行距离控制等问题没有提出实质的解决办法。为克服传统位移监测手段等一系列问题，更加准确、实时的确定水平位移监测，提出了一种双管全自动化分层测斜系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种双管全自动化分层测斜系统及测斜方法，具有可操作性强、自动化程度高，成本低，实时、准确、可回收等特点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种双管式水平位移分层测斜系统，包括A、B两个测斜管、A、B两个测斜探头，A、B两个测斜管平行间隔设置，在A、B两个测斜管的顶部管口分别通过同心管头支架安装一滑轮组件，同步皮带的两端分别绕过两个滑轮组件穿入到A、B两个测斜管内并分别与A、B两个测斜探头连接，同步皮带的中部绕过同步减速轮组，同步减速轮组与伺服电机连接，伺服电机由控制系统控制。

而且，所述的控制系统包括主处理器PLC及分别与主处理器PLC连接的4G无线透传模块、触摸屏幕、太阳能电池控制单元、传感器数据交互单元、电量识别控制单元、存储器单元。