专利名称：多功能垂直度偏差角检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于垂直度偏差角检测设备领域。
背景技术：
在工程施工中或有些固定的建筑物中，急需知晓诸如柱，桩，墩，壁，井等是否处于 垂直状态。如不垂直，偏差角是多少，向哪个方位偏离。最古老的传统的检测是用吊线法， 但它测不出精确的角度值。后期的木工水平垂直尺可大致检测物体的倾斜状况，但精度低， 不能显示读数，也测不出偏差方位，经纬仪测量法可精确测出偏差角，粗略求出偏差方位， 但其操作繁杂，工作量大，不能自动数显记录。本实用新型采用我们研制的阻抗式双轴倾斜传感器(ZL专利号02266513. 7)作为 感知元件，装在用铝合金加工成的壳体内，可同时检测X轴和Y轴两个方向的倾斜度。基准 件固定在L型不锈钢构件上，该构件的垂直外测面作为垂直基准面。方向的读数均为零。当 该基准面偏离垂直位置时，传感器有信号输出，经电子显示系统将X轴和Y轴的信号分别检 出放大，数字转换，用单板机计算出总偏差角及偏差方位。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种多功能垂直度偏差角检测装置，能够在施工过程中 快速简便检测垂直物的垂直状态，也可作固定建筑物如桥墩，填体等的倾斜变形的检测或 长期监控设备装置。一种多功能垂直度偏差角检测装置，其特征在于，该装置包括有如下组成部分L形不锈钢构件，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；检测基准件，它由导热性能优良的铜或铝合金做成方柱型或圆柱型，能固定在L 形不锈钢构件上，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；传感器，它设置在检测基准件上，用以探测检测基准件的倾角；电路计算系统，它设置有方波信号发生器、交流放大器、解调器、滤波放大器、数字 转换器，当被测物体处于垂直状态时，传感器处于平衡状态，无信号输出，读数均为零；当被测物体偏离垂直状态时，传感器失去平衡，有信号输出，通过电子系统检测出 X轴和y轴两个方向的分偏差角ΘΧ和θ Y，，有正负极性，通过配套的显示屏可直读，同时 显示出计算值，其中总偏差角θ = I θχ| + | θ y|，偏差方位角α =arctg| θγ|/| θχ|, α 定义为倾斜物体在水平面上的投影线与χ轴之间的夹角，可通过θχ和的正负极性判 断倾斜方位的几何象限。进一步，所述的该多功能垂直度偏差角检测装置还具有如下技术特征所述的传感器，是一个双轴倾斜传感器，将传感器的一个轴与垂直基准面正交。所述的传感器，是沿正交方向各装一只单轴大量程倾斜传感器，将其中一只的轴 与垂直基准面正交。所述的传感器，作为举例可以是阻抗式双轴倾斜传感器或者两只单轴阻抗式倾斜传感器。本实用新型的优点在于本实用新型所述的多功能垂直度偏差角检测装置，使用一个阻抗式双轴倾斜传感 器和一只大量程单轴倾斜传感器，使用前者能够实现，精确度可达到角秒级的检测要求；使 用后者能够实现精度要求低但量程较大的检测。两种传感器不仅具有优良的抗震性能，而 且其耐久性、稳定性和电学性能都很好，特别适用于野外及有震动的环境。能够解决在工 程施工中或有些固定的建筑物中，急需知晓诸如柱，桩，墩，壁，井等是否处于垂直状态的问 题。同时该检测装置的检测精度高，能够显示读数，还可以测出偏差方位，操作简便，工作量 小，还可以自动进行数显记录。
图1是垂直度偏差角θ和偏差方位角α的示意图。图2是本实用新型所述的多功能垂直度偏差角检测装置基准件一种实施例的结 构示意图。图3是本实用新型所述的阻抗式双轴倾斜传感器的结构示意图。图4是本实用新型所述的阻抗式双轴倾斜传感器上盖电极分布示意图。图5是本实用新型所述的阻抗式双轴倾斜传感器底座的顶视及公共电极示意图。图6是本实用新型所述的多功能垂直度偏差角检测装置基准件另一种实施例鼓 形传感器放置示意图。如前所述该多功能垂直度偏差角检测装置，其特征在于，该装置包括有如下组成 部分L形不锈钢构件200，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；检测基准件130，它由导热性能优良的铜或铝合金做成方柱型或圆柱型，能固定在 L形不锈钢构件上，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；传感器110，它设置在检测基准件上，用以探测检测基准件的倾角；具体实施方式
电路计算系统300，它设置有方波信号发生器、交流放大器、解调器、滤波放大器、 数字转换器，当被测物体处于垂直状态时，传感器处于平衡状态，无信号输出，读数均为 零；当被测物体偏离垂直状态时，传感器110失去平衡，有信号输出，通过电子计算 系统300检测出χ轴和y轴两个方向的分偏差角θ X和θ Y，有正负极性，通过配套的显 示屏400可直读，同时显示出计算值，其中总偏差角θ = I θχ| + | θ y|，偏差方位角α = arctg| ΘΥ|/| θχ|, α定义为倾斜物体在水平面上的投影线与χ轴之间的夹角，可通过θχ 和θy的正负极性判断倾斜方位的几何象限。进一步，所述的该多功能垂直度偏差角检测装置100还具有如下技术特征所述的传感器110，是一个双轴倾斜传感器，将传感器的一个轴与垂直基准面正 、-父。所述的传感器110，是沿正交方向各装一只单轴大量程倾斜传感器，将其中一只的 轴与垂直基准面正交。[0033]所述的传感器110，作为举例可以是阻抗式双轴倾斜传感器111或者两只单轴阻 抗式倾斜传感器112。图1、2、5的说明 参图2中所示当该多功能垂直度偏差角检测装置100，采用阻抗式双轴倾斜传感 器111作为传感元件时的一种实施例介绍如下参图1、2、5所示，阻抗式双轴倾斜传感器111被弹簧120强顶在检测基准件130 钟罩式上部的内端面，钟罩边缘在120°三等分处开有连接通孔与下底板对应的螺孔用螺 钉联成整体。调节该螺钉可改变阻抗式双轴倾斜传感器111的水平位置，另开一螺孔用于 阻抗式双轴倾斜传感器111调好水平后用螺钉锁定该状态，把检测基准件130底面固定在L 型不锈钢构件200的水平面上，L型不锈钢构件200的垂直外侧面作为垂直基准面210，调 试时将L型不锈钢构件200外侧的垂直基准面210固定在可转动的垂直轴线上，用工具转 动调节螺钉使阻抗式双轴倾斜传感器111旋转一周，其X轴和Y轴的输出均为零，调好后锁 定阻抗式双轴倾斜传感器111的位置。检测直立物时将L型不锈钢构件200的垂直基准面 210粘贴在被测物体上，如阻抗式双轴倾斜传感器111在X轴和Y轴方向读数均为零，证明 该直立物处于垂直状态，如果读数不为零，有输出值，该直立物就有偏差。显示屏将显示出 θ X和θ y，有极性，单板机同时按公式θ = I θχ| + | 9y|和α =arctg θγ|/ θχ计算 并显示在屏幕上。总偏差角θ和偏差方位角α，其中α定义为直立物体有垂直度偏差角时，在水平 面上的投影线与X轴之间的夹角。如θ y = 0，θ χ乒0，θ = θ χ，α = 0°，物体沿X轴方向倾斜偏差，如乒0，θχ = 0，θ = ΘΥ，α =90°，物体沿Y轴方向倾斜偏差，如θχ= θ y ^ ο, θ = I θχ| + | θγ|, α =45°，物体沿X轴和Y轴中间倾斜偏 差，依此类推，至于方位角α所在的几何象限，可根据ΘΧ和ΘΥ的正负极性来决定， 如θχ和θ y均为正，α在第I象限，如θ X为负，θ y为正，α在第II象限，如θ χ和θ y均为负，α在第III象限，如θ χ为正，θ y为负，α在第IV象限，阻抗式双轴倾斜传感器111的工作原理及结构详情参阅ZL专利号02266513. 7。图3、4、5的说明参图3、4、5中所示当该多功能垂直度偏差角检测装置100，采用两只单轴阻抗式 倾斜传感器112作为传感元件时的一种实施例介绍如下两只单轴阻抗式倾斜传感器112为鼓形，两侧面分别制作工作电极115及公共电 极，用低熔玻璃料把两侧面与圆环两端烧结成一整体，在圆环113空腔灌一定量的导电液 114，使液面恰好在水平中心线上，工作原理是传感器处于水平状态时，导电浸渍两根工作 电极的面积相等，因而与公共电极构成的等效阻抗相等，电桥达到平衡，没有信号输出。当 传感器倾斜时，导电液114浸渍两根工作电极115的面积不相等，与公共电极构成的等效阻 抗也不相等，电桥失去平衡，有电信号输出，通过检测输出信号并标定之后，作为倾角显示 在屏幕上。[0049]两只单轴阻抗式倾斜传感器112沿正交方向装置在黄铜制作的基准件131上，将 黄铜制作的基准件131固定在L型不锈钢构件200上，标定过程是每件传感器分别单独进 行，检测直立物体方法及显示系统与第一实施例相同。当该多功能垂直度偏差角检测装置100，采用阻抗式双轴倾斜传感器111作为传 感元件时，该检测装置100检测精度高，可达角秒级，但量程较小，只有士2°，用于高精度 检测。当该多功能垂直度偏差角检测装置100，采用两只单轴阻抗式倾斜传感器112作为传 感元件时，检测精度低，只有角分级，但检测量程可迭士70°，适用于大量程的检测。图6的说明在该电路计算系统300中，其中传感器110，可是阻抗式双轴倾斜传感器111或者 是两只单轴阻抗式倾斜传感器112，F为方波激励源，APl和AP2为交流放大器，El和E2为 解调器，DPl和DP2为滤波放大器，Kl和K2为数字转换。θ x和θ y分别为X轴向和Y轴 向的倾斜偏差角显示，θ和α为单板机公式计算值显示。以上是对本实用新型的描述而非限定，基于本实用新型思想的其它实施方式，均 在本实用新型的保护范围之中。
权利要求一种多功能垂直度偏差角检测装置，其特征在于该装置包括有如下组成部分L形不锈钢构件，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；检测基准件，它由导热性能优良的铜或铝合金做成方柱型或圆柱型，能固定在L形不锈钢构件上，该构件垂直的外侧面作为垂直基准面；传感器，它设置在检测基准件上，用以探测检测基准件的倾角；电路计算系统，它设置有方波信号发生器、交流放大器、解调器、滤波放大器、数字转换器，当被测物体处于垂直状态时，传感器处于平衡状态，无信号输出，读数均为零；
2.根据权利要求1所述的多功能垂直度偏差角检测装置，其特征在于其中的传感器， 是一个双轴倾斜传感器，将传感器的一个轴与垂直基准面正交。
3.根据权利要求1所述的多功能垂直度偏差角检测装置，其特征在于其中的传感器， 是沿正交方向各装一只单轴大量程倾斜传感器，将其中一只的轴与垂直基面正交。
专利摘要本实用新型提供一种多功能垂直度偏差角检测装置，属于垂直度偏差角检测设备领域。它包括L形不锈钢构件，其外侧面作为垂直基准面；检测基准件，它由导热性能优良的铜或铝合金做成方柱型或圆柱型，能固定在L形不锈钢构件上，它的外侧面作为垂直基准面；传感器，它设置在检测基准件上，用以探测检测基准件的倾角；电路计算系统，它设置有方波信号发生器、交流放大器、解调器、滤波放大器、数字转换器，当被测物体处于垂直状态时，传感器处于平衡状态，无信号输出，读数均为零。该装置可配套使用阻抗式双轴倾斜传感器，或大量程单轴倾斜传感器。使用前者能够实现精确度可达到角秒级的检测要求，使用后者能够实现精度要求低但量程较大的检测。
文档编号G01C9/06GK201622070SQ20092007287
公开日2010年11月3日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者李生强 申请人:上海衡盛科技有限公司