一种岩土工程用水平位移监测系统的制作方法

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种岩土工程用水平位移监测系统。

背景技术：

在岩土工程施工或各种灾害监测时，建筑物构件及附属设施的水平位移是必需监测的项目之一。传统的施工水平位移监测往往采用委托第三方进行定时监测，监测中采用的传统监测仪器需要人工操作并读数，增加了劳动强度，且仪器精度有限，对于有高精度要求的测量项目很难达到要求，而高精度位移传感器而言，其较高的造价也不利于在岩土工程类项目中进行大规模监测使用，此外也不能实时反映和记录水平位移的变化。上述通过委托第三方进行定时监测的方式还存在另外一些不足：首先，监测不是连续的，坍塌事故有可能就发生在相邻的定时监测间隔时间内；其次，定时监测报告送达工地现场的时间往往较为滞后，有可能失去宝贵的最佳抢险时机。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、测量准确度、灵敏度高的岩土工程用水平位移监测系统，能够实时精确的自动监测建筑物构件的位移，方便了施工现场工程人员以及建设工程监理方对施工中构件的水平位移实时准确的监测。

本发明的技术方案是：一种岩土工程用水平位移监测系统，包括支撑架，所述支撑架上固定有水平设置的油缸，所述油缸内密封滑动连接有第一活塞，第一活塞与位移传递杆的一端连接，位移传递杆伸出所述油缸，其另一端固定有用于紧贴构件的顶块，所述第一活塞封堵的油缸的内部充满有油液，油缸的上方还设有与油缸内部相连通的透明的油液溢出管，所述油液溢出管内密封滑动连接有第二活塞，油液溢出管沿其管长方向还设有用于标示第二活塞位置的刻度，所述刻度上标示有长度值，所述长度值与所述第一活塞向左移动的距离值相对应。

上述油液溢出管的中部设为盘绕多圈的螺旋管结构。

上述支撑架上还固定有安装架，安装架上设有第一光电收发器以及第二光电收发器，其中第一光电收发器包括第一光发射端和第一光接收端，所述第一光发射端发出的光穿过油液溢出管后被第一光接收端所接收；第二光电收发器包括第二光发射端和第二光接收端，所述第二光发射端发出的光穿过油液溢出管后被第二光接收端所接收；所述安装架上还设有摄像机以及报警器，支撑架上还设有电源模块、无线通信模块以及微处理器，所述微处理器分别与各对光电收发器、摄像机、报警器以及无线通信模块信号连接，所述无线通信模块还与施工监控系统以及手持无线接收端无线信号连接；所述摄像机、光电收发器、报警器、无线通信模块以及微处理器还分别与电源模块电连接；所述第一光电收发器用于检测所述第二活塞是否移动到油液溢出管上所设的第一报警位置，当第二活塞移动到油液溢出管上所设的第一报警位置时，所述第一光发射端向第一光接收端发出的光被第二活塞所遮挡，所述第一光电收发器向所述微处理器发送第一遮挡信号，所述微处理器接收到所述第一遮挡信号后控制所述报警器发出第一报警提示声，同时微处理器通过无线通信模块分别向所述施工监控系统以及手持无线接收端发送第一报警提示信息；同理，所述第二光电收发器用于检测所述第二活塞是否移动到油液溢出管上所设的第二报警位置，当第二活塞移动到油液溢出管上所设的第二报警位置时，所述第二光发射端向第二光接收端发出的光被第二活塞所遮挡，所述第二光电收发器向所述微处理器发送第二遮挡信号，所述微处理器接收到所述第二遮挡信号后控制所述报警器发出第二报警提示声，同时微处理器通过无线通信模块分别向所述施工监控系统以及手持无线接收端发送第二报警提示信息；所述摄像机用于对所述油液溢出管进行实时录像，并将所录内容通过所述无线通信模块分别实时发送至所述施工监控系统以及手持无线接收端。

上述位移传递杆沿其长度方向设有多个与其滑动连接的支持架，所述支持架包括套设于所述位移传递杆上的导向滑筒，导向滑筒固定于支持腿的上端。

上述油缸的内径为5～10cm；所述油液溢出管的内径是油缸内径的1/5～1/10。

上述微处理器是单片机；所述手持无线接收端是手机或平板电脑；所述无线通信模块是3g或4g无线通信模块。

本发明的有益效果：本发明实施例中提供了一种结构简单、测量准确度、灵敏度高的岩土工程用水平位移监测系统，能够实时精确的自动监测建筑物构件的位移，方便了施工现场工程人员以及建设工程监理方对施工中构件的水平位移实时准确的监测。本发明油缸中的第一活塞在构件微小水平位移的推动下，通过位移传递杆的推动能够在油缸中移动，从而使得油缸中的部分油液溢出进入油液溢出管中，由于油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常细，因此能够显示出明显的油液柱体上移的现象，故能够起到放大第一活塞水平移动的作用，即起到了放大构件的水平位移作用，从而便于现场施工人员及时观测构件的水平位移状况，由于本发明的油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常小，因此其对构件的水平位移反应非常灵敏，只要构件稍有微小的不易察觉的移动便会很容易灵敏的反应到油液溢出管上，通过油液溢出管上与第一活塞移动距离相对应的刻度值即可方便的读出构件的水平位移量。本发明还能够通过无线通信的方式实时将构件的水平位移情况传输给施工监控系统以及施工监理用手持无线接收端，当达到设定的报警位移量时还能够及时的进行报警提示。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的中部设为盘绕多圈的螺旋管结构的油液溢出管示意图；

图3为本发明的位移传递杆与支持架连接示意图；

图4为本发明的电系统连接框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参见图1，本发明实施例提供了一种岩土工程用水平位移监测系统，包括支撑架1，所述支撑架1上固定有水平设置的油缸2，所述油缸2内密封滑动连接有第一活塞3，第一活塞3与位移传递杆4的一端连接，位移传递杆4伸出所述油缸2，其另一端固定有用于紧贴建筑构件的顶块19(顶块19可以通过螺栓和建筑构件紧贴连接)，所述第一活塞3封堵的油缸2的内部充满有油液15，油缸2的上方还设有与油缸2内部相连通的透明的油液溢出管6，所述油液溢出管6内密封滑动连接有第二活塞7，第二活塞7采用硅胶或橡胶材料制成，油液溢出管6采用透光的玻璃材料制成，油液溢出管6沿其管长方向还设有用于标示第二活塞7位置的刻度8，所述刻度8上标示有长度值，所述长度值与所述第一活塞3向左移动的距离值相对应。本实施结构简单、测量准确度、灵敏度高，能够实时精确的自动监测建筑物构件的位移，方便了施工现场工程人员以及建设工程监理方对施工中构件的水平位移实时准确的监测。本发明油缸中的第一活塞在构件微小水平位移的推动下，通过位移传递杆的推动能够在油缸中移动，从而使得油缸中的部分油液溢出进入油液溢出管中，由于油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常细，因此能够显示出明显的油液柱体上移的现象，故能够起到放大第一活塞水平移动的作用，即起到了放大构件的水平位移作用，从而便于现场施工人员及时观测构件的水平位移状况，由于本发明的油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常小，因此其对构件的水平位移反应非常灵敏，只要构件稍有微小的不易察觉的移动便会很容易灵敏的反应到油液溢出管上，通过油液溢出管上与第一活塞移动距离相对应的刻度值即可方便的读出构件的水平位移量。

进一步地，参见图2，所述油液溢出管6的中部设为盘绕多圈的螺旋管结构。将油液溢出管6的中部设为盘绕多圈的螺旋管结构能够尽可能的加长油液溢出管6的长度并缩短其在纵向方向上的长度，便于将其制作的更细、更长，从而进一步提高其测量精准度和灵敏度，此外也达到了缩小尺寸、便于转移携带的目的。

进一步地，参见图1及图4，所述支撑架1上还固定有安装架5，安装架5上设有第一光电收发器以及第二光电收发器，其中第一光电收发器包括第一光发射端11和第一光接收端12，所述第一光发射端11发出的光穿过油液溢出管6后被第一光接收端12所接收；第二光电收发器包括第二光发射端9和第二光接收端10，所述第二光发射端9发出的光穿过油液溢出管6后被第二光接收端10所接收；所述安装架5上还设有摄像机14以及报警器13，支撑架1上还设有电源模块17、无线通信模块18以及微处理器16，所述微处理器16分别与各对光电收发器、摄像机14、报警器13以及无线通信模块18信号连接，所述无线通信模块18还与施工监控系统以及手持无线接收端无线信号连接；所述摄像机14、光电收发器、报警器13、无线通信模块18以及微处理器还分别与电源模块17电连接；所述第一光电收发器用于检测所述第二活塞7是否移动到油液溢出管6上所设的第一报警位置，当第二活塞7移动到油液溢出管6上所设的第一报警位置时，所述第一光发射端11向第一光接收端12发出的光被第二活塞7所遮挡，所述第一光电收发器向所述微处理器16发送第一遮挡信号，所述微处理器16接收到所述第一遮挡信号后控制所述报警器13发出第一报警提示声，同时微处理器16通过无线通信模块18分别向所述施工监控系统以及手持无线接收端发送第一报警提示信息；同理，所述第二光电收发器用于检测所述第二活塞7是否移动到油液溢出管6上所设的第二报警位置，当第二活塞7移动到油液溢出管6上所设的第二报警位置时，所述第二光发射端9向第二光接收端10发出的光被第二活塞7所遮挡，所述第二光电收发器向所述微处理器16发送第二遮挡信号，所述微处理器16接收到所述第二遮挡信号后控制所述报警器13发出第二报警提示声，同时微处理器16通过无线通信模块18分别向所述施工监控系统以及手持无线接收端发送第二报警提示信息；所述摄像机14用于对所述油液溢出管6进行实时录像，并将所录内容通过所述无线通信模块18分别实时发送至所述施工监控系统以及手持无线接收端。本实施例通过无线通信的方式实时将构件的水平位移情况传输给施工监控系统以及施工监理用手持无线接收端，当达到设定的报警位移量时还能够及时的进行报警提示，能够及时的发现建筑物构件的异常位移状况。

进一步地，参见图3，所述位移传递杆4沿其长度方向设有多个与其滑动连接的支持架，所述支持架包括套设于所述位移传递杆4上的导向滑筒20，导向滑筒20固定于支持腿21的上端。由于位移传递杆4可能较长，因此沿其长度方向可以设置多个起支撑作用的支持架，从而确保其始终处于水平状态和直线状态。

进一步地，所述油缸2的内径为5～10cm；所述油液溢出管6的内径是油缸2内径的1/5～1/10。假设油缸2的内径d为10cm，油液溢出管6的内径d为1cm，则油缸2内的第一活塞移动l为1mm时(即建筑构件水平移动距离1mm)，则从油缸溢入油液溢出管6中的油液体积则为：v＝π(d/2)²l＝3.14×(10/2)²×0.1＝7.85cm³；则对应的油液溢出管6中的油液柱变长的长度为：l＝v/[π(1/2)²]＝7.85/[3.14×0.5²]＝10cm＝100mm。由此可以得出在油缸的内径是油液溢出管的内径10倍的情况下，油液溢出管所反映出的油液柱变长的长度是第一活塞水平移动距离的100倍，因此可以将建筑构件的水平移动距离放大100倍。故本发明对建筑构件的水平位移反应非常灵敏，只要构件稍有微小的不易察觉的移动便会很容易灵敏的反应到油液溢出管上。而通过油液溢出管上与第一活塞移动距离相对应的刻度值即可方便的读出构件的水平位移量。

进一步地，所述微处理器16是单片机；所述手持无线接收端是手机或平板电脑；所述无线通信模块18是3g或4g无线通信模块。

综上所述，本发明实施例提供的岩土工程用水平位移监测系统，其结构简单、测量准确度、灵敏度高，能够实时精确的自动监测建筑物构件的位移，方便了施工现场工程人员以及建设工程监理方对施工中构件的水平位移实时准确的监测。本发明油缸中的第一活塞在构件微小水平位移的推动下，通过位移传递杆的推动能够在油缸中移动，从而使得油缸中的部分油液溢出进入油液溢出管中，由于油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常细，因此能够显示出明显的油液柱体上移的现象，故能够起到放大第一活塞水平移动的作用，即起到了放大构件的水平位移作用，从而便于现场施工人员及时观测构件的水平位移状况，由于本发明的油液溢出管的内径相对于油缸的内径非常小，因此其对构件的水平位移反应非常灵敏，只要构件稍有微小的不易察觉的移动便会很容易灵敏的反应到油液溢出管上，通过油液溢出管上与第一活塞移动距离相对应的刻度值即可方便的读出构件的水平位移量。本发明还能够通过无线通信的方式实时将构件的水平位移情况传输给施工监控系统以及施工监理用手持无线接收端，当达到设定的报警位移量时还能够及时的进行报警提示。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。