[实用新型]一种多点位移监测装置

说明书

本实用新型公开了一种多点位移监测装置，用于岩土工程领域岩体内部多点位移监测，包括位移测量系统、组合式壳体、数据处理终端；位移测量系统包括齿轮，齿条，齿条托槽，轴，绕线器，并且绕线器的直径大于齿轮的直径；通过上述机械结构将岩体位移转化为轴的线性移动和同轴转动，从而实现机械式位移放大，达到提高测量精度的目的，同时组合式壳体可实现监测设备与围岩高强度连接及对内部核心器件保护。

技术领域

本实用新型涉及一种多点位移监测装置，特别用于矿山开采、隧道、边坡等工程中岩土体内部变形监测领域。

背景技术

岩体由于其成因、地质活动、人工改造等因素的影响，致使其内部成分多变，节理、空隙散布，强度不均，从而导致工程开挖后岩体内部变形、破坏具有显著的非线性特点；其次从岩体内部位移发展过程而言，同样具有非线性特点。获取岩体内部不同位置的连续性位移-时间曲线对于判定工程稳定性及灾害预测具有重要意义。

多点位移计是实现岩体内部不同位置位移连续性监测的主要手段，其中以拉线式和光学式多点位移计为主，但对于岩体位移长期高精度监测尚有不足，同时由于使用环境和工程环境的复杂性，导致设备机械故障、线路故障常有发生，无法满足持续性在线监测需要，导致上述的主要因素归纳如下。

(1)现有设备多直接安装于岩体钻孔中，而由于作业场所存在的灰尘、水汽、腐蚀性地下水、爆破作业产生的氮氧化物、硫氧化物等因素导致多点位移计内部固定爪、拉线等金属材料腐蚀，光学传感器受积水、灰尘影响导致精度降低甚至失效等情况。

(2)钻孔塌孔、掉块等状况对于拉线式多点位移计可导致拉线变形或卡死等现象；对于光学式多点位移计可导致光路传播途径受阻等现象。

(3)工程现场爆破作业过程中的飞石、车辆运输剐蹭对于供电线路和监测信号传输线路破坏严重，线路故障时有发生。

(4)爆破冲击波对于监测设备的冲击震动影响严重，常导致设备机械故障。

实用新型内容

为此本实用新型针对工程恶劣环境，从提高产品精度、耐腐蚀性、设备稳定性等多个角度进行改进，提供一种具有内部机械放大功能的高精度、耐久性岩体内部多点位移监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多点位移监测装置，用于岩土工程领域岩体内部多点位移监测，包括位移测量系统、数据处理终端；位移测量系统包括齿轮，与齿轮相啮合的齿条，齿条固定于齿条托槽上，齿轮中心安装有轴，轴支承在齿条托槽的槽口内，轴可沿齿条托槽的槽口滑动；轴端部设有轴套；绕线器安装于轴上，并位于齿条托槽外侧，绕线器的直径大于齿轮的直径；绕线器上设置拉线；拉线尾端连接有线位移传感器；线位移传感器连接数据处理终端；当岩体产生位移时带动轴套移动时，轴沿槽口移动，轴销接于齿轮，轴移动过程中带动齿轮沿齿条滚动，进而带动位于齿条托槽外的同轴设置的绕线器转动，导致绕线器上的拉线长度变化。

位移测量原理：本多点位移监测装置可以在钻孔内部任意位置布置监测点，可实现同一钻孔不同部位位移监测，仅需要在对应位置设置齿轮传动机构即可实现该点位移监测。本装置采用线位移传感器实现岩体深部位移测量，在大直径线轴上方均匀缠绕有塑封钢绞线，钢绞线尾端连接线位移传感器，线位移传感器内部有恒定拉力维持系统，保证钢绞线张拉程度。线位移传感器可实现位移与电信号转换，再将电信号与信号采集、存储、传输系统相连实现岩体内部位移在线监测。

位移机械放大原理：与齿轮同轴设有绕线器，齿轮沿着齿条移动距离二者一致，由于齿轮和绕线器二者同轴，所以二者转动角度一致，但由于齿轮直径小于线轴直径，即可实现绕线器一侧位移放大。

优选地，所述位移测量系统设置两套或两套以上，用于测量两个不同位置的位移。

优选地，所述位移测量系统外部设有组合式外壳，可隔绝岩层水分、外界灰尘、气体进入。