一种新型测斜仪探头及其测量方法技术

一种新型测斜仪探头及其测量方法，包括杆体、步进电机、传感器组、插座和线缆。其核心在于利用步进电机直接驱动放置于测斜仪探头腔体内的倾角传感器旋转180°，并且对测斜仪探头进行一次下放和提升就能完成测量工作。改变了传统的通过对整个测斜仪探头旋转180°来实现对埋置于探头内的倾角传感器旋转180°方式。进而无需在测斜孔外安装用于驱动整个测斜仪探头旋转180°的驱动装置即可实现快速、高效的完成深层水平位移监测工作，对场地的要求不高，结合具有长度计数功能的自动线缆收放装置即可实现对数据的长期自动化监测。

A new inclinometer probe and its measurement method

【技术实现步骤摘要】
一种新型测斜仪探头及其测量方法
本专利技术涉及工程测斜仪器仪表，尤其涉及一种新型测斜仪探头。
技术介绍
测斜仪通常在预埋管道内使用，常用于监测深基坑、高边坡、地下工程等的深层水平位移。现有的测斜仪存在以下问题：一是，为了抵消探头的零漂，测斜仪探头需要进行两次下放和提升，每次旋转180°。二是，现有的固定式测斜仪探头，需要在每个测斜孔内放置多个测斜仪探头并将其用电缆串联起来。如公开号207570537U，公开日2018-07-03一种多点式测斜仪探头连接装置及一种多点式测斜仪系统。所述连接装置包括软管、接头、弹性体；所述软管的两端设置有接头，所述弹性体置于软管内，所述弹性体的两端与接头相连。所述连接装置包括若干个连接单元，每个连接单元包括一个弹簧、一个软管和两个接头。所述测斜仪系统包括测斜管、若干个探头、连接装置，所述连接装置包括若干个连接单元，所述探头通过连接单元连接在一起。该专利技术通过多点式测斜仪探头连接装置将多点式测斜仪系统中的若干个探头连接，尽管可以实现自动化监测，但每个测斜孔内测斜仪探头数量过多导致投入的成本过高，传感器探头之间距离过大，同时存在零漂现象，上述不足影响到固定式传感器的推广使用。三是，活动式测斜仪探头旋转180°时存在的问题。当选择人工操作旋转探头180°并进行张拉方案时，在一些上部土钉或放坡，下部排桩支护，中间平台狭窄甚至无中间平台的情况下，使得人工进行测斜线缆和探头的张拉变得困难。同时，在基坑或边坡的边缘进行测斜仪探头的操作涉及到操作人员的人身安全问题。就工程而言，这种活动式测斜仪人工操作方案由于采用了人工张拉，测量效率低、费时、费力。同时，测量受到天气影响极大，对于需要加密测量的情况，人员反而由于雨雪天气、基坑或边坡边缘湿滑、光线等原因无法实施监测工作。而在选用机械装置驱动整个测斜仪探头旋转方案时，则存在驱动机械装置额外占用基坑或边坡坡顶场地的问题，而工程现场常场地狭窄，无法提供合适的安装场地，且驱动整个探头旋转180°耗时耗能较大。针对现有活动式测斜仪或固定式测斜仪实施深层水平位移监测时遇到的问题，需要提供一种新型测斜仪探头，该新型测斜仪探头只需要将杆体空腔内倾角传感器旋转180°而无需对整个测斜仪探头进行180°旋转就能实现深层水平位移的快速监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型测斜仪探头，该新型测斜仪探头只需要将杆体空腔内倾角传感器旋转180°而无需对整个测斜仪探头进行180°旋转就能实现深层水平位移的快速监测。本专利技术采用以下技术方案：一种新型测斜仪探头，包括：杆体，所述杆体一端设有缓冲垫，相对的另一端开设有阶梯状空腔；步进电机，设置于所述杆体空腔内，所述的步进电机可进行高精度的旋转角度控制，可控制所述步进电机的传动轴进行0°至180°旋转和复位；传感器组，由电路板和倾角传感器组成，所述倾角传感器和所述传感器电路板固定连接，所述传感器组设置于所述杆体空腔内并通过连接座和所述步进电机传动轴轴固定连接；插座和线缆，所述插座通过密封件固定安装在所述杆体空腔开口处，并通过线缆给所述步进电机、倾角传感器、电路板供电和进行数据交换。进一步的，所述密封件包括防水密封橡胶圈，以防止测斜孔内的水和泥沙等物质进入所述杆体空腔内。进一步的，所述线缆包括电缆和数据线。进一步的，所述的一种新型测斜仪探头还包括电机座，用于将所述步进电机固定安装在所述杆体空腔内壁上。进一步的，所述步进电机接收自动化控制系统的指令完成步进电机带动传动轴旋转180°，进而带动倾角传感器旋转180°。进一步的，所述的一种新型测斜仪探头，还包括两组滑轮，固定安装在所述杆体上，使得所述杆体能够在测斜管内顺利上下滑动。一种新型测斜仪探头的测量方法：第一步，将该测斜仪探头上滑轮高的一侧指向基坑一侧，开始逐步下放至测斜孔底部，此过程中测斜仪探头腔体内的倾角传感器固定不动，无需旋转，测斜仪探头下放过程中每下放两个滑轮组的轮距，倾角传感器的角度数据被测斜读数仪读存一次，到达测斜管底部指定位置后，自动化控制系统指令控制步进电机驱动传动轴进而带动倾角传感器旋转180°；第二步，开始向上拉动连接测斜仪探头的线缆线，每向上拉起两个滑轮组的轮距，测斜读数仪读存一次数据，直至拉至测斜管顶部指定位置，此时，步进电机重新驱动传动轴带动倾角传感器旋转180°复位。至此，整个完整的本新型测斜仪探头工作过程完成。本专利技术的有益效果是：1、本测斜仪探头全程自动控制，步进电机接收自动化控制系统的指令完成步进电机带动传动轴旋转180°，进而带动倾角传感器旋转180°，无需整个探头旋转180°。因此，去除了繁琐的驱动整个探头旋转180°的装置或减少了人工操作。解决了目前活动式测斜仪由于采用了人工张拉，测量效率低、费事、费力，同时，测量受到天气影响极大，对于需要加密测量的情况，人员反而由于雨雪天气、基坑边缘湿滑、光线等原因无法实施监测工作等问题。2、解决了在选用机械装置驱动整个测斜仪探头旋转180°方案时所存在的耗时耗能较大、驱动机械装置额外占用基坑或边坡坡顶场地的问题。因此，本装置能够有效降低成本，同时还提高了安全性。3、每次测量过程中只需要对测斜仪探头进行一次下放和提升的过程，因此简化了操作步骤。附图说明图1所示为本专利技术的结构示意图；图2所示为图1的俯视图图3所示为本专利技术空腔部剖面图；图4所示为本专利技术的主要部件结构示意图；图5所示为图4的右视图。图中标号分别表示：1、插座，2、线缆，3、电机座，4、步进电机，5、传动轴，6、倾角传感器，7、滑轮组，8、杆体，9、连接座，10、电路板。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本专利技术的较佳的实施例，但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。如图1-5所示，本实施例提供了一种新型测斜仪探头，包括插座1、线缆2、电机座3、步进电机4、传动轴5、倾角传感器6、滑轮组7、杆体8、连接座9、电路板10、底部缓冲垫。其中，插座1和线缆2相连，用于给倾角传感器6、步进电机4以及电路板10供电，并进行数据交换。插座1和杆体8空腔之间有防水密封橡胶圈，以防止测斜孔内的水和泥沙等物质进入杆体8的空腔内，影响该探头的耐久性和性能稳定性。为避免步进电机4在工作过程中发生偏位，步进电机4和杆体8空腔内壁之间设置有电机座3，并用螺钉将步进电机及电机座固定安装在所述杆体8空腔内壁上。传动轴5和电路板10通过连接座9固定连接，倾角传感器6固定连接在电路板10上，这样步进电机4通过带动传动轴5进而实现对倾角传感器6的180°旋转和复位。杆体8杆身安装两个滑轮组7，每个滑轮组有两个滑轮构成。通过4个滑轮的定向作用，杆体8在测斜管内可以顺利滑动，而在此过程中，倾角传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型测斜仪探头，其特征在于，包括：杆体，所述杆体一端设有缓冲垫，相对的另一端开设有阶梯状空腔；步进电机，设置于所述杆体空腔内，所述的步进电机可进行高精度的旋转角度控制，可控制所述步进电机的传动轴进行0°至180°旋转和复位；传感器组，由电路板和倾角传感器组成，所述倾角传感器和所述电路板固定连接，所述传感器组设置于所述杆体空腔内并通过连接座和所述步进电机传动轴轴固定连接；插座和线缆，所述插座通过密封件固定安装在所述杆体空腔开口处，并通过线缆给所述步进电机、倾角传感器、电路板供电和进行数据交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型测斜仪探头，其特征在于，包括：杆体，所述杆体一端设有缓冲垫，相对的另一端开设有阶梯状空腔；步进电机，设置于所述杆体空腔内，所述的步进电机可进行高精度的旋转角度控制，可控制所述步进电机的传动轴进行0°至180°旋转和复位；传感器组，由电路板和倾角传感器组成，所述倾角传感器和所述电路板固定连接，所述传感器组设置于所述杆体空腔内并通过连接座和所述步进电机传动轴轴固定连接；插座和线缆，所述插座通过密封件固定安装在所述杆体空腔开口处，并通过线缆给所述步进电机、倾角传感器、电路板供电和进行数据交换。


2.根据权利要求1所述的一种新型测斜仪探头，其特征在于，所述密封件包括防水密封橡胶圈，以防止测斜孔内的水和泥沙等物质进入所述杆体空腔内。


3.根据权利要求1所述的一种新型测斜仪探头，其特征在于，所述线缆包括电缆和数据线。


4.根据权利要求1所述的一种新型测斜仪探头，其特征在于，所述的新型测斜仪探头还包括电机座，用于将所述步进电机固定安装在所述杆体空腔内壁上。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉超，林涛，乔文军，张朋，周金松，
申请(专利权)人：河南中智岩土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41