测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备技术

本申请实施例涉及工程监测技术领域，公开了一种测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备。其中的测量方法包括将角度传感器置于测斜管内，并使角度传感器在测斜管内上下移动；在角度传感器到达测斜管内的检测位置时，通过角度传感器分别采集测斜管沿X轴方向相对基坑水平面的第一倾斜角α、测斜管沿Y轴方向相对基坑水平面的第二倾斜角β，以及测斜管绕Z轴方向的旋转角γ；向控制器发送采集到的角度数据。本申请实施例提供的测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备，能够更加精确地得到测斜管的姿态。的姿态。的姿态。

【技术实现步骤摘要】
测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备


[0001]本申请实施例涉及工程监测
，特别涉及一种测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展，各种基础设施建设日益增多。在建设施工过程中，基坑施工是一项重要的项目。在基坑施工过程中，需要对土体的水平位移进行监测，以确定基坑的安全风险。而测斜技术是监测土体水平位移的主要技术，在测斜技术应用过程中，会埋设测斜管，通过测量测斜管内各个不同位置处的状态数据，最终达到监测土体变形的目的。
[0003]测斜管的状态数据可以通过测量测斜管的姿态得到。姿态是指参考坐标系和机体坐标系之间的关系，通常用俯仰角、横滚角和偏航角三个角度来表征物体姿态，统称为姿态角。俯仰角表示机体X轴与水平面的夹角；横滚角表示机体Y轴与水平面的夹角；偏航角表示机体X轴投影到水平面与参考系X轴的夹角，也称为水平旋转角。
[0004]由于测斜管在绑扎施工过程中，上下各段之间会发生相对扭转，而在测斜管发生这样的扭曲后会使监测精度降低，从而无法精确地得到测斜管的姿态。

技术实现思路

[0005]本申请实施方式的目的在于提供一种测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备，能够更加精准地得到测斜管的姿态。
[0006]为解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种测斜管水平旋转角的测量方法，包括：将角度传感器置于测斜管内，并使角度传感器在测斜管内上下移动；在角度传感器到达测斜管内的检测位置时，通过角度传感器分别采集测斜管沿X轴方向相对基坑水平面的第一倾斜角α、测斜管沿Y轴方向相对基坑水平面的第二倾斜角β，以及测斜管绕Z轴方向的旋转角γ；向控制器发送采集到的角度数据，控制器依据如下公式计算测斜管在检测位置处的水平旋转角：其中，X轴、Y轴以及Z轴两两垂直，且X轴、Y轴以及Z轴均为角度传感器自身坐标系的坐标轴，基坑水平面为与重力方向相垂直的平面，水平旋转角为形成旋转角的两条边线在基坑水平面内的投影线形成的夹角。
[0007]本申请的实施方式还提供了一种测量设备，包括壳体、角度传感器、线缆及控制器。壳体设置有容纳腔；角度传感器安装在容纳腔内；线缆一端位于容纳腔内、并与角度传感器电连接，另一端伸出壳体外；控制器与线缆的另一端电连接。
[0008]本申请的实施方式提供的测斜管水平旋转角的测量方法及测量设备，通过同时测
量测斜管在两个相互垂直的方向上的倾斜角，以及测斜管的旋转角，可以计算得到测斜管对应检测位置处的水平旋转角。从而确保测量结果能够精确地反映出测斜管对应检测位置处的扭曲程度，更加精确地得到测斜管的姿态。以便最终能够得到准确的测量结果，以反映测斜管的水平位移量。
[0009]在一些实施方式中，在将角度传感器置于测斜管内之前，还包括使角度传感器自身坐标系中的X轴垂直于基坑侧面，并对角度传感器进行旋转角归零。
[0010]在一些实施方式中，测斜管内的检测位置有多个，相邻两个检测位置之间间隔预设距离。
[0011]在一些实施方式中，角度传感器包括两个单轴倾角传感器和一个旋转角传感器，两个单轴倾角传感器垂直布置，一个单轴倾角传感器朝向X轴布置，以采集第一倾斜角，另一个单轴倾角传感器朝向Y轴布置，以采集第二倾斜角，旋转角传感器采集旋转角。
[0012]在一些实施方式中，角度传感器包括一个双轴倾角传感器和一个旋转角传感器，双轴倾角传感器沿不同的方向分别采集第一倾斜角与第二倾斜角，旋转角传感器采集旋转角。
[0013]在一些实施方式中，角度传感器为三轴角度传感器，三轴角度传感器沿不同的方向分别采集第一倾斜角、第二倾斜角与旋转角。
附图说明
[0014]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0015]图1是本申请一些实施例提供的测斜管水平旋转角的测量方法的流程图；图2是本申请一些实施例提供的角度传感器在一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图3是本申请一些实施例提供的角度传感器在另一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图4是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图5是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图6是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图7是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图8是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图9是本申请一些实施例提供的角度传感器在又一种情形下旋转时的前后位置状态示意图；图10是本申请一些实施例提供的测量设备的结构示意图；
图11是本申请一些实施例提供的测量设备的壳体部分置于测斜管内时的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0018]在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0020]测斜技术常用在基坑土体的变形监测中，对预警基坑的安全风险能够起到非常关键的作用。在应用测斜技术时，会首先在监测位置的土体中埋设测斜管，然后再将测斜仪器放入测斜管内，对测斜管进行逐段测量。
[0021]测斜仪器在测量过程中，沿着测斜管内的导槽移动。同时，通过测斜管内的导槽，能够限定测斜仪的检测方向。
[0022]但是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测斜管水平旋转角的测量方法，其特征在于，包括：将角度传感器置于测斜管内，并使所述角度传感器在所述测斜管内上下移动；在所述角度传感器到达所述测斜管内的检测位置时，通过所述角度传感器分别采集所述测斜管沿X轴方向相对基坑水平面的第一倾斜角α、所述测斜管沿Y轴方向相对基坑水平面的第二倾斜角β，以及所述测斜管绕Z轴方向的旋转角γ；向控制器发送采集到的角度数据，所述控制器依据如下公式计算所述测斜管在所述检测位置处的水平旋转角：其中，所述X轴、所述Y轴以及所述Z轴两两垂直，且所述X轴、所述Y轴以及所述Z轴均为所述角度传感器自身坐标系的坐标轴，所述基坑水平面为与重力方向相垂直的平面，所述水平旋转角为形成所述旋转角的两条边线在所述基坑水平面内的投影线形成的夹角。2.根据权利要求1所述的测斜管水平旋转角的测量方法，其特征在于，在所述将角度传感器置于测斜管内之前，还包括：使所述角度传感器自身坐标系中的所述X轴垂直于基坑侧面，并对所述角度传感器进行旋转角归零。3.根据权利要求1所述的测斜管水平旋转角的测量方法，其特征在于，所述测斜管内的所述检测位置有多个，相邻两个所述检测位置之间间隔预设距离。4.根据权利要求1至3任一项所述的测斜管水平旋转角的测量方法，其特征在于，所述角度传感器包括两个单轴倾角传感器和一个旋转角传感器，两个所述单轴倾角传感器垂直布置，一个所述单轴倾角传感器朝向所述X轴布置，以采集所述第一倾斜角，另一个所述单轴倾角传感器朝向所述Y轴布置，以采集所述第二倾斜角，所述旋转角传感器采集所述旋转角。5.根据权利要求1至3任一项所述的测斜管水平旋转角的测量方法，其特征在于，所述角度传感器包括一个双轴倾角传感器和一个旋转角传感器，所述双轴倾角传感器沿不同的方向分别采集所述第一倾斜角与所述第二倾斜角，所述旋转角传感器采集所述旋转角。6.根据权利要求1至3任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮煜，段冰强，马柯，马召光，李政轲，王玉柱，
申请(专利权)人：上海米度测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：