预制构件安装垂直度控制高精度传感尺及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及预制装配式建筑技术领域，具体的来说涉及预制构件安装过程中垂直度控制的仪器及测量方法。
【背景技术】
[0002]目前传统预制装配式建筑的预制构件安装过程中垂直度一般使用垂直检测仪(又名2米靠尺)进行控制。靠尺是利用物体的重心向下以及直线平整的原理，当中心线的线锤与中心线重合时则所测对象垂直，相交时则所测对象倾斜一定角度。靠尺的检测精度仅为土 14/2000左右，误差在0.5。随着预制装配式建筑中大量承重构件如剪力墙、柱也使用预制构件，工程对其垂直度精度的要求越来越高。竖向承重构件的垂直度控制越小，竖向附加偏心距越小，其受力性能越好。另外清水混凝土的出现，外墙表面不再涂刷，对其外墙表面的垂直度要求也越来越高。
[0003]现有的靠尺为可展式结构，合拢长I米，展开长2米，中部采用铰链连接，使用过程中尺子自身的测试面无法保证在一个水平面，这造成测量的误差较大，但检测尺本身没有实时监测自身竖直的相应装置。当靠尺出现仪表指针数值偏差时，需将靠尺放在标准器上进行校对调正。标准器可自制，将一根长约2.1米水平方木或铝型材安装在墙面上，由线坠调正垂直，将监测尺放在标准水平物体上，用十字螺丝刀调节水准管，使气泡居中，这种校准方法精度较低，易产生较大误差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种预制构件安装垂直度控制高精度传感尺及其测量方法，通过采用高精度的倾角传感器，可以提高倾角测量精度；通过观察主测尺内激光的发射方向，可实时监测到传感尺的自身竖直状态，避免由于传感尺自身不竖直造成较大的测量误差。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种预制构件安装垂直度控制高精度传感尺，包括主测尺、倾角传感器、激光发射器、倾角传感器位置调整机构、光靶以及测角接触面，所述激光发射器设置于所述倾角传感器上，所述激光发射器的激光与所述倾角传感器的测量基准线相平行，所述主测尺空心设置，所述倾角传感器通过所述倾角传感器位置调整机构设置于所述主测尺的一端内部，所述主测尺的另一端以所述光靶作为端盖，所述主测尺上除了设置有测角接触面那一侧以外至少有一个侧面采用透明材质。
[0007]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，还包括副测尺以及连接调整装置，所述主测尺的一端与所述副测尺通过所述连接调整装置连接，所述连接调整装置能够使得所述副测尺相对所述主测尺转动，并能够使得所述副测尺相对所述主测尺移动，所述副测尺与所述主测尺的同一侧面的两端分别设置所述测角接触面，所述副测尺的两端分别设有光靶，所述主测尺与所述副测尺的同一侧面采用透明材质。
[0008]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述连接调整装置包括转轴、设有转轴孔的凸耳、锁紧机构，所述转轴穿设于所述转轴孔内，所述转轴能相对所述转轴孔转动，所述锁紧机构能够固定所述主测尺与所述副测尺之间的位置关系，所述转轴的主体部分为光轴，所述转轴的一端设有手柄，当所述转轴与所述主测尺固定连接时，所述凸耳与所述副测尺固定连接，当所述转轴与所述副测尺固定连接时，所述凸耳与所述主测尺固定连接，通过转动所述手柄可以调整所述主副测尺之间的角度关系，移动所述手柄能够调整所述转轴与所述凸耳之间的水平位置关系。
[0009]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述光靶设有十字刻度盘，所述十字刻度盘采用透明有机材料制作。
[0010]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述主测尺与所述副测尺对接端的光靶的中心对应设有通光孔。
[0011]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述倾角传感器具有一个保护壳，所述倾角传感器位置调整机构包括前后调整机构与左右调整机构，所述前后调整机构与左右调整机构分别包括调平旋钮与弹簧件，所述主测尺上除设置所述测角接触面的两个相互垂直的侧壁上分别设有供所述调平旋钮旋合连接的螺纹孔，所述保护壳设置于所述弹簧件与对应的调平旋钮之间，所述前后调整机构与左右调整机构中所述调平旋钮的数量为一至四个。
[0012]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述倾角传感器采用固体摆式、液体摆式或者气体摆式倾角传感器。
[0013]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺中，所述倾角传感器具有一用于与外部人机界面设备进行通讯的无线通讯装置，所述人机界面设备包括便携式触摸屏、智能手机和/或笔记本客户端。
[0014]本发明还公开了一种如上所述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺的测量方法，包括如下步骤:
[0015]第一步，从主测尺上采用透明材质的侧面观察激光是否射中主测尺端面上的光靶中心，若否，通过调整所述倾角传感器位置调整机构使得激光射中主测尺端面上的光靶中心，从而保证倾角传感器的测量基准线与所述主测尺的母线平行；
[0016]第二步，将主测尺两端的测角接触面紧贴于被测物体的表面上；
[0017]第三步，通过无线通讯装置将倾角传感器所测得的被测物体的倾角数据传输给外部的人机界面设备。
[0018]优选的，在上述的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺的测量方法中，当被测物体的高度大于所述主测尺的测量范围时，在所述第一步与第二步之间增加如下步骤:
[0019]第Zl步，通过连接调整装置，将所述副测尺与所述主测尺展开；
[0020]第Z2步，从副测尺上采用透明材质的侧面观察激光是否射中副测尺上远离主测尺的端面上的光靶中心，若否，通过调整所述倾角传感器位置调整机构使得激光射中副测尺上远离主测尺的端面上的光靶中心，从而保证倾角传感器的测量基准线与所述主测尺及副测尺的母线平行。
[0021]由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0022]1、本发明采用基于牛顿第二定律和电容原理的高精度倾角传感器，替代采用物体重心向下的原理的传统靠尺，使倾角测量误差精度提高到1/1000以上，满足预制构件安装垂直度精度日益增加的要求。
[0023]2、结合激光发射器和光靶以及尺体(包括主测尺与副测尺)空心设置且采用透明材质的侧面，尤其是当具有副测尺且副测尺与主测尺展开时，巧妙利用三点一线的基本原理，不仅可实时监测到传感尺的自身竖直状态，确保主测尺，副测尺高精度在同一水平线，还相比传统靠尺校正精度大大增加，避免由于传感尺自身不竖直造成较大的测量误差。当发现有偏差时，可以采用倾角传感器位置调整机构和/或连接调整装置对其进行高精度的调正。
[0024]3、针对现有技术中，采用传统靠尺进行预制构件安装，容易出现操作不规范，垂直度控制易受现场工人本身素质的影响，而项目管理人员又无法对每个预制构件垂直度实现远程实时监控，无法做到事中控制及时发现问题，往往事后补救造成巨大的经济损失和工期延误等问题。本发明在倾角传感器上增设无线通信装置，结合多种形式的人机界面如便携式触摸屏、智能手机和笔记本客户端等，实现远程无线实时和移动监控，有利于现场技术人员、项目部管理人员与公司管理人员的技术管理。
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺的合拢状态结构示意图；
[0026]图2为本发明一实施例的预制构件安装垂直度控制高精度传感尺的展开状态结构示意图；
[0027]图3为本发明一实施例中主测尺的局部示意图；
[0028]图4为图1的右视示意图；
[0029]图5为图2的右视示意图；
[0030]图6为无倾角时液体摆倾角传感器的原理示意图；
[0031]图7为倾角为α时液体摆式倾角传感器的原理示意图。
[0032]图中:1-主测尺；2_倾角传感器；3_激