一种地质类磁传动位移检测装置的制作方法

文档序号:15122918发布日期:2018-08-07 23:21阅读:190来源:国知局

本实用新型涉及一种地质类磁传动位移检测装置,属于地质监测技术领域。



背景技术:

目前对于地质类位移监测主要有以下三种种监测方式:其一、拉绳测位移;其二、激光反射测位移;其三、基于卫星导航定位的RTK测量。所述的三种监测方式需要建立一个基准参照点,通过测量基准参照点和被测量点的相对位移,并且要求基准站地质的绝对稳定。

具体对目前地质类位移监测的缺陷论述如下,通常采用的方法有以下几种方式:其一:在可能发生地质类病害边界区域安装拉绳类传感器,传感器分别安装在位移端和稳定端,当发生相对位移时,拉动传感器的拉绳,传感器电子计算单元根据拉绳的长度计算出位移的大小,此方法需要对位移区域做出精准的预计,并且稳定端必须绝对的可靠,确切的说此种方法更适合对已经发生了病害的地方做持续的观测,以确认病害是否继续扩大,其量程有限,精度低;其二:激光发射测位移,需要安装激光发生器端和反射端,其原理是根据激光反射回来的角度计算位移的大小,其要求发射端和反射端分别安装在不同的位置,发射端要求地质条件稳定,如果反射端发生大位移激光不能有效反射的话,整个测量数据就无法正常采集。其三:RTK测量需要高精准的RTK接收设备,并且需要专业人员才能完成操作,并且需要在相应的观测点修建牢固的观测墩,成本高。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种地质类磁传动位移检测装置,具体提供一种自我参考、无需外界参照系的位移检测方法,应用于地质类位移监测,比如滑坡、泥石流、地面或地基沉降等,从而克服现有技术的不足。

本实用新型通过以下技术方案实现,包括设置在外壳本体内部的磁体滑动组件,和设置在外壳本体端部的速度传感器,速度传感器与数据传输线连接;所述的磁体滑动组件包括套设在滑动磁体外侧的环形外衬;外壳本体为圆筒形结构,所述的外壳本体的侧壁包括由外至内设置的壳体、屏蔽罩与内衬三层结构,所述的外壳本体还包括设置在壳体两个端面内壁的第一磁抗体、第二磁抗体;

环形外衬的外壁还具有均布的半圆柱型突起结构,减少磁体滑动组件与内衬的摩擦阻力,具有支撑作用;

磁体滑动组件在内衬中滑动;磁体滑动组件安装在第一磁抗体与第二磁抗体的中间,设为初始状态;并且第一磁抗体和与滑动磁体的相对面磁极相反,第二磁抗体与滑动磁体的相对面磁极相反,滑动磁体悬浮地设置在第一磁抗体和第二磁抗体之间。

外壳本体为全密封结构,其工业防护等级为IP68。

外壳本体内抽真空,减少磁体滑动组件在往返运动时所产生的空气阻力。

所述的内衬和环形外衬为具有自润滑作用的铁氟龙或者UPE材料制造,减小磁体滑动组件在往返运动中的摩擦力。

还包括三轴结构的数据处理单元,沿X、Y、Z轴设置的的三个外壳本体与数据处理单元连接,数据处理单元的顶部与数据传输线连接,可以同时检测空间垂直坐标X、Y、Z轴的位移。

本实用新型的优点在于,1、对滑动磁体速度时间积分求解整个传感器的位移,可以检测细微位移,并通过内部的存储电路,可以对位移变化的持续记录,对历史数据进行分析;2、自我为参考,无需外界基准目标;3、为非接触式位移传感器;4、第一磁抗体、第二磁抗体安装在壳体两个端面的内壁,并且与滑动磁体的相对面磁极相反;5、环形外衬以及内衬采用铁氟龙或者UPE制造,具有自润滑特性;6、环形外衬的半圆形突起结构具有很好的支撑作用;7、壳体抽真空,可以有效减少空气对滑动磁体组件的阻力,检测速度的准确性更高;8、外壳本体为壳体、屏蔽罩、内衬三层结构设计,可以有效减少外界磁场对其干扰;9、本实用新型直接检测其滑动磁体速度,无需采用电压/速度转换。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型的剖视图。

图3为滑动磁体截面示意图。

图4为速度与时间波形图。

图5为位移与时间积分图。

图6为三轴结构示意图。

图7为三轴结构剖视图。

具体实施方式

本实用新型的技术原理在于,与现有专利CN201210536634《磁悬浮检波器》,以及现有专利CN201010523740《一种磁悬浮电磁感应检波器相比较》,本实用新型有以下改进:1、本实用新型直接检测其滑动磁体速度,无需采用电压/速度转换;2、本实用新型增加了屏蔽罩,可以有效减少外界磁场对其干扰;3、本实用新型增加内衬,内衬材料具有自润滑特性的;4、滑动磁体外增加外衬,外衬材料具有自润滑特性;5、本实用新型内部抽真空,可以有效减少空气对滑动磁体组件的阻力,检测速度的准确性更高。

下面结合附图1至5对本实用新型的优选实施例作进一步说明,包括设置在外壳本体100内部的磁体滑动组件200,和设置在外壳本体100端部的非接触式传感器,即速度传感器6,速度传感器6与数据传输线300连接;所述的磁体滑动组件200包括套设在滑动磁体8外侧的环形外衬7;外壳本体100为圆筒形结构,所述的外壳本体100的侧壁包括由外至内设置的壳体1、屏蔽罩2与内衬3三层结构,可以有效减少外界磁场对其干扰;所述的外壳本体100还包括设置在壳体1两个端面内壁的第一磁抗体4、第二磁抗体5;

环形外衬7的外壁还具有均布的半圆柱型突起结构71,减少磁体滑动组件200与内衬3的摩擦阻力,具有很好的支撑作用;

磁体滑动组件200在内衬3中滑动;磁体滑动组件200安装在第一磁抗体4与第二磁抗体5的中间,设为初始状态;并且第一磁抗体4和与滑动磁体8的相对面磁极相反,第二磁抗体5与滑动磁体8的相对面磁极相反,滑动磁体8悬浮地设置在第一磁抗体4和第二磁抗体5之间。

外壳本体100为全密封结构,其工业防护等级为IP68。

外壳本体100内抽真空,可有效减少磁体滑动组件200在往返运动时所产生的空气阻力,检测速度的准确性更高。

所述的内衬3和环形外衬7为具有自润滑作用的铁氟龙或者UPE材料制造,减小磁体滑动组件200在往返运动中的摩擦力。

本实用新型还包括以下检测方法:

步骤1,将外壳本体100安装在被检测体上;

步骤2,当被检测体发生位移时,外壳本体100一同发生位移,安装在外壳本体100内的磁体滑动组件200在第一磁抗体4或第二磁抗体5的磁场推力下一起发生位移,而另一端的第二磁抗体5或第一磁抗体4会给磁体滑动组件200一个反向的磁场阻力,磁体滑动组件200在第一、第二磁抗体4、5的相互作用下,沿内衬3在滑动磁体8的初始位置两侧做往返运动;

步骤3,当被检测体位移停止时,滑动磁体8经过往返运动之后,最终在第一、第二磁抗体4、5的作用力下达到平衡位置;安装在壳体1上的速度传感器6发射检测磁体滑动组件200的往返速度信号,并通过内置积分电路,对磁体滑动组件200进行速度和时间积分运算,最终解算出磁体滑动组件200的位移;速度传感器6采用非接触式检测方式检测速度,自我为参考,无需外界基准目标;

步骤4,对速度信号积分一次可得到位移值,其中速度与时间波形如图4所示:

其中v(t)是连续时域速率波形;s(t)是连续位移波形,位移与时间积分如图5所示,对滑动磁体8的速度时间积分求解整个传感器的位移,可以检测细微位移,并通过内部的存储电路,可以对位移变化的持续记录,对历史数据进行分析。

三轴结构如图6、7所示,还包括三轴结构的数据处理单元400,沿X、Y、Z轴设置的三个外壳本体100与数据处理单元400连接,数据处理单元400的顶部与数据传输线300连接,可以同时检测空间垂直坐标X、Y、Z轴的位移。

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