基于压力传感器的沉降观测装置及测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于压力传感器的沉降观测装置和测量系统，其中测量系统包括压阻式压力传感器、通过导管与压阻式压力传感器连通的观测管、通过导线与压力传感器电连接的电压显示器、容置于所述导管中的观测液、浮于观测液液面上的密封液，用于将观测液注入导管和观测管中的储液桶以及将观测液转入储液桶中的吸液器；所述导管包覆有保护管。本实用新型具有尺寸小、重量轻、精度高、频率响应好、不干扰施工、操作简单、使用方便、工作可靠和使用寿命长等优点。
【专利说明】 基于压力传感器的沉降观测装置及测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地基沉降观测装置，尤其是一种基于压力传感器的沉降观测装置及测量系统。
【背景技术】
[0002]公路、高速公路、铁路及其他建筑物会涉及到地基沉降问题。现有测量方法是埋设沉降板，上接沉降标，再用水准仪测量其高度的变化。在量测公路的地基沉降时，随路堤一层一层填筑，标杆也须一节一节接高。
[0003]上述测量过程不仅麻烦，还干扰施工，并且沉降板容易被施工车辆破坏，附近填土不能压实，每次接管费时费力，已通车公路还要进行沉降监测，观测人员来回走动影响交通也不安全。
实用新型内容
[0004]实用新型目的:本实用新型要提供一种基于压力传感器的沉降观测装置及测量系统，以克服沉降板观测的缺陷。
[0005]技术方案:一种基于压力传感器的沉降观测装置，包括压阻式压力传感器、通过导管与压阻式压力传感器连通的观测管以及通过导线与压力传感器电连接的电压显示器；所述导管包覆有保护管。
[0006]进一步地，本实用新型还包括保护罩，所述电压显示器设置于保护罩中。所述导管为尼龙管。所述保护管为PE管。
[0007]一种基于压力传感器的沉降观测系统，包括压阻式压力传感器、通过导管与压阻式压力传感器连通的观测管、通过导线与压力传感器电连接的电压显示器、容置于所述导管和观测管中的观测液、浮于观测液液面上的密封液，用于将观测液注入导管和观测管中的储液桶以及将观测液转入储液桶中的吸液器；所述导管包覆有保护管。
[0008]进一步地，本实用新型还包括显示器第一保护罩和第二保护罩，所述电压显示器设置于保护罩中，所述观测管的端部置于第二保护罩中。所述导管为尼龙管。所述保护管为PE管。本实用新型还包括设置在观测管端部的导向器。
[0009]有益效果:本实用新型具有尺寸小、重量轻、精度高、频率响应好、不干扰施工、操作简单、使用方便、工作可靠和使用寿命长等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图；
[0011]图2是本实用新型吸水装置的结构示意图；
[0012]图3是本实用新型注水装置的结构示意图。
【具体实施方式】[0013]如图1至图3所示，本实用新型基于压力传感器的沉降观测装置包括压阻式压力传感器1、通过导管2与压阻式压力传感器I连通的观测管3以及通过导线5与压力传感器I电连接的电压显示器6 ;导管2包覆有保护管4。
[0014]在进一步的实施例中，还可以设置保护罩并将电压显示器和/或观测管的端部设置于保护罩中。在工程施工时，导管可以采用尼龙管，保护管可以采用PE管。例如保护罩采用不锈钢盒，将电压显示器6应放置于其中，以防雨天淋湿或遭到其他损坏。测量人员读电压值后，可以关闭电压显示器6的开关。
[0015]除上述装置外，本实用新型的观测系统还包括观测液10、密封液11、储液桶8和吸液器9等。观测液10容置于导管和观测管2中的、密封液11浮于观测液液面上，储液桶8用于将观测液10注入导管和观测管中，吸液器9用于将观测液转入储液桶中。
[0016]本实用新型的布设方法如下:先将观测管3与导管2连接好，其次将观测液(例如无气水或含气量低的水)注入观测管3中，待导管2另一端有水流出，然后将该出水端与压阻式压力传感器I在观测液中接好，以防有空气进入导管2内。此时，保持观测管3内有适量无气水，将压阻式压力传感器I埋设在路堤7处的待测点处，用保护管4保护将用导管2套住，并在其周围铺设沙层保护。电压显示器6由导线5迁出，电压显示器6和观测管3均安置在非施工区域且便于测量处。观测管3底部用沙护住，周围固定以使其竖直。观测管3液面上放置片状漂浮物。用手持式激光测距仪从管顶将激光束打到漂浮物表面，即可测得水位。为使激光束不偏离观测管的轴心线，设置导向器以放置测距仪。测量人员读数完成后，用保护罩罩住观测管3，防止蒸发和雨天雨水进入。
[0017]沉降值计算过程如下:将第一次测得电压值、观测管水位值、第二次测得电压值和观测管水位值，带入沉降计算公式S = k(Vitl-Vi) XlOOO+Gv1-hi) X 1000 (I)其中:S单位为mm ；k为压力传感器标定系数,单位为m/mVJi和Vi+1单位为mV 和hi+1的单位为m。
[0018]上述方法测得的是压力传感器所在沉降点与观测管之间的相对沉降。观测管可埋在不会发生沉降的位置，则由公式(I)算得的沉降即为实际沉降。若附近无不动点，观测管3可能沉降，则另外使用水准仪量测观测管3沉降，公式(I)计算沉降值与观测管3沉降之和为沉降点的实际沉降量。
[0019]用水作为观测液时，如果其中溶有空气，会对沉降测量的精确度造成影响。因此，保证该系统中的观测液的低含气量十分必要，可以采用以下方法:将水煮沸3分钟，冷却。冷开水不宜长时间存放，除非容器中无空气且密闭。将冷开水由一个容器转入另一个储水容器时，不可倒入。倒入时会在空气中形成水柱，将空气带进水中。
[0020]如图2和图3所示，采用备有专门的吸水器(例如吸水桶)9将水从下部吸入储水桶8中。从储水桶8将水注入观测管3时，须通过水管从观测管底部出水。出水口逐步淹没于观测管的水中。管路系统灌水后，把密封液(例如油)倒在观测管水面上，约Imm厚，防止空气从观测液液面进入并溶解于其中。
[0021]总之，与现有技术相比，本实用新型可以埋入地下，不干扰施工，可广泛用于任何建筑物下或建筑物内，尤其可用于无法直接使用水准仪测量的场合。本实用新型的误差为_级，精度较高。测量者只需用手持激光测距仪测观测管水位，通过电压显示器读出电压值，操作方便，对量测人员技术素质的要求远低于使用水准仪，故操作失误可能性大大降低。另外，本实用新型尺寸小，重量轻，压力分辨率高，频率响应好，它可以测量几十千赫的脉动压力，工作可靠且使用寿命长。
[0022]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
[0023]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0024]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种基于压力传感器的沉降观测装置，其特征在于，包括压阻式压力传感器(I)、通过导管(2)与压阻式压力传感器(I)连通的观测管(3)以及通过导线(5)与压力传感器(I)电连接的电压显示器(6);所述导管(2)包覆有保护管(4)。
2.如权利要求1所述的基于压力传感器的沉降观测装置，其特征在于，还包括保护罩，所述电压显示器设置于保护罩中。
3.如权利要求1所述的基于压力传感器的沉降观测装置，其特征在于，所述导管为尼龙管。
4.如权利要求1至3任一项所述的基于压力传感器的沉降观测装置，其特征在于，所述保护管为PE管。
5.一种基于压力传感器的沉降测量系统，其特征在于，包括压阻式压力传感器(I)、通过导管(2)与压阻式压力传感器(I)连通的观测管(3)、通过导线(5)与压力传感器(I)电连接的电压显示器(6)、容置于所述导管(2)和观测管中的观测液(10)、浮于观测液液面上的密封液(11 )，用于将观测液(10)注入导管和观测管中的储液桶(8)以及将观测液转入储液桶中的吸液器(9);所述导管(2)包覆有保护管(4)。
6.如权利要求5所述的基于压力传感器的沉降测量系统，其特征在于，还包括显示器第一保护罩和第二保护罩，所述电压显示器设置于保护罩中，所述观测管的端部置于第二保护罩中。
7.如权利要求5所述的基于压力传感器的沉降测量系统，其特征在于，所述导管为尼龙管。
8.如权利要求5至7任一项所述的基于压力传感器的沉降测量系统，其特征在于，所述保护管为PE管。
9.如权利要求5所述的基于压力传感器的沉降测量系统，其特征在于，还包括设置在观测管端部的导向器。
【文档编号】G01C5/04GK203642912SQ201320784080
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】吴跃东, 张鹏, 丁磊, 罗如平, 刁红国, 石晓燕 申请人:河海大学