地面沉降量的测量方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地面沉降量的测量方法，包括在待测点处分别设置若干个装有适量液体的储液筒，所有储液筒相互连通；每个储液筒中设置悬浮于液面的浮子，浮子是通过配重被浮起；当该测点发生地面沉降后，测量出每个测点处浮子垂直高度变化；以一个储液筒为基准筒，根据每个测点处浮子的变化值，以基准筒或该基准筒的地面沉降值为基础，计算出各个测点处的地面沉降量；本发明专利技术还公开了该方法所用的测量装置，包括设置在每个测点的装有适量液体的储液筒和通过配重被悬浮于该储液筒内液面上的浮子，每个测点的储液筒之间通过管道相互连通。本发明专利技术结构简单，测量精度高，工作量少，沉降量测量数据能够自动传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质测量领域，特别是涉及一种地面沉降量的测量方法及其装置。
技术介绍
地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象，地壳运动、开采矿藏或天然气、抽取地下水等均能引起地面沉降。局部地区地面高程在短期内发生的较大变化，会对房屋、地下管道、道路、桥梁和水坝等产生严重的破坏作用，城市和工业区地面的持续下沉甚至会危及整个城市和工业区的安全。目前，地面沉降已经给国家和人民的生命财产安全造成了严重的损失，因此，进行地面沉降的监测和预报是十分必要的，也是非常有意义的。目前，地面沉降的监测方法主要有以下几种水准仪测量、GPS定位和全站仪测量等，其中，水准仪测量方法费时费力，有时还影响现场的施工工作，有时候由于现场条件所限制还难以实现；GPS定位和全站仪测量则受天气条件的限制，而且GPS定位系统数据处理量大，测量精度差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种测量精度高、简单而实用的新的地面沉降量的测量方法。本专利技术的另一个目的是提供一种实现该地面沉降量的测量方法的装置。为实现上述目的，本专利技术一种地面沉降量的测量方法，包括以下步骤1、在待测点处分别设置若干个装有适量液体的储液筒，所有储液筒之间通过管道相互连通；2、在每个储液筒中设置悬浮于所述储液筒内液面上的浮子，浮子通过配重被浮起；3、当该测点发生地面沉降后，测量出每个测点处浮子在液体中的垂直高度的变化； 4、设定其中一个储液筒为基准筒，该基准筒处不发生地面沉降或者该点的地面沉降量利用常规方式测量；5、根据每个测点处浮子的变化值，以基准筒或该基准筒的地面沉降值为基础，计算出各个测点处的地面沉降量。本专利技术一种地面沉降量的测量装置，包括设置在每个测点的装有适量液体的储液筒和通过配重被悬浮于该储液筒内液面上的浮子，每个测点的储液筒之间通过管道相互连通。进一步，在所述储液筒上设置有能够测量出所述浮子的水面位移的测量装置。进一步，所述浮子与配重是通过绳子连接在一起，所述水面位移测量装置包括支架和设置在该支架上的能够测量角位移的传感器，该绳子能够带动该传感器转动。进一步，还包括数据传输装置和蓄电池，该数据传输装置传输所述的传感器的数据，该蓄电池用于给传感器和数据传输系统等供电。进一步，所述传感器为角位移传感器或者角度编码器。进一步，所述储液筒内的液体为水或油与水的混合物。本专利技术一种测量地面沉降的方法及其装置，结构简单，测量精度高，与其它地面沉降量的测量方法相比，本专利技术不仅结构简单，在提高测量精度的同时，又减少了工作量，而且还实现了沉降测量测量数据的自动传输，各点的地面沉降测量数据可实时地传输到数据处理中心，实现了将地面沉降量数据智能化处理和显示。附图说明图1是本专利技术一种地面沉降量的测量装置的结构示意图。具体实施例方式图1中，首先在连通管2和连接管3中注满水，再接上储水筒1，继续注水，使储水筒1中有一定深度的水，然后将水面位移测量装置固定到储水筒1上。一般将测点n安装在不出现地面沉降的地方，如果有沉降也可以用水准仪来测量。这样，如果某一测点或某些测点发生了地面沉降，储水筒1中的水面将发生变化，由于浮子53在水中的吃水深度是一定的，那么储水筒1中水面的变化将带动轮子52转动，然后通过角位移传感器51测出浮子的位移。根据各测点浮子53位置的变化，即可计算出各测点相对于测点n的沉降量。假设测点1、测点2、·······测点n处浮子的位移分别是hc1、hc2、·······、hcn则各测点相对于测点n的沉降量分别是hc1-hcn、hc2-hcn、······、0，如果用水准仪实测出了测点n的实际沉降量为hn沉，那么各测点的实际沉降量分别是hc1-hcn+hn沉、hc2-hcn+hn沉、······、hn沉。这样就可以计算出各测点的实际沉降量。图1中一共布置安装了n个测点，每个测点都包括储水筒1、连通管2、连接管3、水4、角位移传感器51、轮子52、浮子53、配重54、绳子55、角位移传感器的支架56。连通管2、连接管3与储水筒1相连接，他们内部的液体相连通，浮子53悬浮于储水筒1内的水面上，该浮子53带有绳子55，该绳子55的另一端连接配重54，而且该绳子55还连接有角位移传感器51，该角位移传感器51连接有数据传输装置(图中未示出)，该数据传输装置可为有线的，也可以是无线数据传输装置，这样角位移的信号就可以通过该数据传输装置传送到地面沉降数据处理中心；该角位移传感器51通过支架56固定于储水筒1上，浮子53和配重54通过一根绳子55悬挂在支架56的轮子52上，这样在水面位置发生变化时，绳子55就可以带动传感器51转动；本装置还配备有蓄电池(图中未示出)，该蓄电池用于给角位移传感器51和数据传输装置供电。其中，储水筒1、连通管2、连接管3的材料可选用塑料、不锈钢、PVC或有机玻璃等，浮子53的材料为不锈钢、有机玻璃、或者铝合金等，角位移传感器51为导电塑料角位移传感器、角度编码器或者其他类型和原理的角度传感器。在发生地面沉降的过程中，各储水筒1中的水面位置将发生变化，浮子53就会带动角位移传感器51转动，浮子53垂直高度的变化就反映了各测点地面沉降量的大小，其大小可以通过角位移传感器51输出电压的变化以及角位移传感器51转轮直径计算出来。各测点的实际沉降量分别是hc1-hcn+hn沉、hc2-hcn+hn沉、······、hn沉。在储水筒中的液体也可以以油与水的混合物替代水。在本专利技术测量装置中，由于采用了转动扭矩小而灵敏度又很高的角位移传感器51来测量水面的位移，所以可以通过改变角位移传感器51转动轮的直径以及浮子53的直径来提高测量精度；另外，通过设置支架56，使浮子53的升降非常稳定、角位移传感器51的输出值也非常稳定，从而保证了地面沉降量的精确计量；而且整个测量过程中是无人值守的，节省了大量的工作量；而通过数据无线传输装置，可以实时地将地面沉降量的数据传输到地面沉降监测控制管理中心。权利要求1.一种地面沉降量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤(1)在待测点处分别设置若干个装有适量液体的储液筒，所有储液筒之间通过管道相互连通；(2)在每个储液筒中设置悬浮于所述储液筒内液面上的浮子，浮子是通过配重被浮起；(3)当该测点发生地面沉降后，测量出每个测点处浮子在液体中的垂直高度的变化；(4)设定其中一个储液筒为基准筒，该基准筒处不发生地面沉降或者该点的地面沉降量利用常规方式测量；(5)根据每个测点处浮子的变化值，以基准筒或该基准筒的地面沉降值为基础，计算出各个测点处的地面沉降量。2.一种权利要求1所述方法所用的地面沉降量的测量装置，其特征在于，包括设置在每个测点的装有适量液体的储液筒和通过配重被悬浮于该储液筒内液面上的浮子，每个测点的储液筒之间通过管道相互连通。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述储液筒上设置有能够测量出所述浮子的水面位移测量装置。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述浮子与配重是通过绳子连接在一起，所述水面位移测量装置包括支架和设置在该支架上的能够测量角位移的传感器，该绳子能够带动该传感器转动。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括数据传输装置和蓄电池，该数据传输装置传输所述的传感器的数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面沉降量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）在待测点处分别设置若干个装有适量液体的储液筒，所有储液筒之间通过管道相互连通；（２）在每个储液筒中设置悬浮于所述储液筒内液面上的浮子，浮子是通过配重被浮起；（ ３）当该测点发生地面沉降后，测量出每个测点处浮子在液体中的垂直高度的变化；（４）设定其中一个储液筒为基准筒，该基准筒处不发生地面沉降或者该点的地面沉降量利用常规方式测量；（５）根据每个测点处浮子的变化值，以基准筒或该基准筒的 地面沉降值为基础，计算出各个测点处的地面沉降量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥跃，李世海，王兴昆，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]