测斜仪及测斜设备的制作方法

本实用新型涉及一种测斜仪及测斜设备。

背景技术：

在地铁、大型楼宇的施工监测中，大坝桥梁边坡的保护性监测中，测斜是一项非常重要的指标。测斜仪测量土体内部位移造成的偏移变化量，可以绘出所测量断面的位移断面图。通过分析每日测量得到的数据，可以推出内部土体的变化趋势，指导工程建设、监测结构状况，防止滑坡塌方等灾害的发生。

目前用的较多的是滑动式重力加速度传感器测斜仪，滑动式测斜仪先放入被测的测斜导管的底部，假设孔底不动，然后导轮沿着测斜导管的导槽提升测斜仪的长度L，加速度传感器可以测到在每一个点的倾斜角度，待数值稳定后，读出倾斜角度，继续提升L。在提升若干次后，测完整个测斜导管的所有位置，将计算得到的所有水平偏差累积起来，从测孔底部绘成曲线，结果就是初次观察与后来的任意一次观察之间的水平位移变化曲线，代表观测期间土体发生的水平位移变形，得到类似于下图的曲线。但是，现在所使用的测斜仪存在如下问题：请参见图1，现有的测斜仪的两个导轮50是通过在一根连接杆60连接，由于导轮50和连接杆60存在重力的原因，则测斜仪本身会产生角度的倾斜，从而造成误判断的问题，或者当土体内部位移造成的偏移变化量时，由于导轮 50和连接杆60存在重力的原因或两个导轮50的移动不平稳，而使得测斜仪本身产生角度的倾斜，则会造成测量精度不准备的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可提高测量精度，避免发生误判的测斜仪。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种测斜仪，包括测斜传感器和与所述测斜传感器连接的测斜杆本体和设置在所述测斜杆本体上的滑轮组件，所述测斜杆本体沿测斜仪的纵长方向延伸，所述滑轮组件包括定位轮和活动轮，所述定位轮和活动轮沿纵长方向的垂直方向设置在所述测斜杆本体的两侧，所述定位轮安装在所述测斜杆本体上，所述活动轮通过连接件安装在所述测斜杆本体上，所述连接件与测斜杆本体之间通过轴连接，所述轴上套设有扭簧，所述扭簧的一端抵持所述连接件，另一端抵持所述测斜杆本体。

进一步的，所述定位轮和活动轮相对设置在所述测斜杆本体的两侧。

进一步的，所述测斜杆本体包括两片相对设置的固定板，所述定位轮、连接件设置在两片所述固定板之间。

进一步的，所述固定板具有沿测斜仪的纵长方向延伸的板体部和自所述板体部的一侧向外凸伸的凸部，所述定位轮安装在所述凸部上，所述板体部的一侧形成有缺口，所述缺口位于所述活动轮的一侧，当所述连接件收折后，所定位轮位于所述缺口内。

进一步的，所述测斜杆本体还包括管体，所述固定板形成在所述管体内，所述管体上开设有第一开口部和第二开口部，所述定位轮穿过所述第一开口部，所述连接件穿过所述第二开口部。

本实用新型还提供了一种测斜设备，所述测斜设备包括导管和设置在所述导管内的若干所述的测斜仪，每个所述测斜仪固定在所述导管内。

进一步的，若干个所述测斜仪沿所述导管的纵长方向依次排列，若干所述测斜仪通过电导线并联。

进一步的，沿所述测斜仪的纵长方向上，所述测斜仪设置有测斜仪连接头，所述测斜设备还包括串接若干所述测斜仪的绳索，每个所述测斜仪通过测斜仪连接头与所述绳索连接。

进一步的，沿所述测斜仪的纵长方向上，所述测斜仪设置有测斜仪连接头，所述测斜杆本体上设置有对接部；所述测斜设备还包括延长杆，所述延长杆包括延长杆本体和相对设置在所述延长杆本体两端的延长杆连接头和对接件，所述延长杆连接头与相邻的测斜仪的测斜仪连接头对接，所述对接件与相邻的测斜仪的对接部对接。

进一步的，所述对接部为开设在所述测斜杆本体上的通孔。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的测斜仪、测斜设备通过在测斜杆本体的两侧设置定位轮和活动轮，由连接件将活动轮安装在测斜杆本体上，且在连接该连接件与测斜杆本体的轴上设置扭簧，从而通过定位轮定点，通过扭簧和连接件的协作使得该活动轮微调定位，从而防止测斜仪由于本身的问题而发生倾斜，提高了测量精度，避免了发生误判的问题。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为现有技术中的测斜仪的结构示意图

图2为实用新型一种测斜系统的结构示意图；

图3为图2中测试仪的结构示意图；

图4为图3所示的测试仪的部分结构示意图；

图5为图4中的部分结构示意图；

图6为图2中测斜传感器的部分结构示意图；

图7为图6的分解图；

图8为用于本实施例的测斜系统的另一种测试仪的部分结构示意图；

图9为与图8所示的测试仪配合的延伸杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图2，本实用新型一较佳实施例所示的测斜系统包括云平台100和与所述云平台100信号连接的测斜设备200。在其他实施方式中，可以将云平台改为本地计算机，还可以将测斜设备直接换成测试仪。当测斜设备与远程平台连接时，其两者之间通过4G模块300进行数据传输。所述测斜设备200包括导管 10和设置在所述导管10内的若干所述测斜仪20。每个所述测斜仪20固定在所述导管10内，从而无需在导管10内提升或者下降，以获得实时的水平位移曲线，对于灾害发生有更短的响应时间，达到更高的安全性。若干个所述测斜仪 20沿所述导管10的纵长方向依次排列，若干所述测斜仪20通过电导线并联。所述导管10内设置有总线缆(未标号)，每个所述测斜仪20通过分线缆并联在所述总线缆上。通过此种设计，从而可以一方面：减少排线，另一方面：当其中任何一个测斜仪20损坏时，并不会导致测斜设备无法使用。若干测斜仪20 通过绳索40(在本实施例中采用钢索)串接，以此使相邻两个测斜仪20首尾相连静置在导管10内。

请参见图3至图5，所述测斜仪20包括测斜杆本体21、设置在所述测斜杆本体21一侧的测斜传感器22和设置在所述测斜杆本体21的末端的测斜仪连接头25，所述测斜杆本体21沿测斜仪20的纵长方向延伸，该测斜仪连接头25与钢索40连接，以通过钢索40受力支撑整个测斜仪20。所述测斜传感器22与测斜仪连接头25相对设置在所述测斜杆本体21的两侧，测斜传感器22上设置有电线23，以通过该电线23与分线缆连接，当然，也可以将该电缆14直接作为分线缆而与总线缆连接。所述测斜仪还包括设置在所述测斜杆本体21上的滑轮组件。所述滑轮组件包括定位轮23和活动轮24，所述定位轮23和活动轮24沿测斜杆本体21的纵长方向(即测斜仪20的纵长方向)的垂直方向设置在所述测斜杆本体21的两侧。所述定位轮23安装在所述测斜杆本体21上，其具体通过连接轴25固定在测斜杆本体21上。所述活动轮24通过连接件26安装在所述测斜杆本体21上，所述连接件26与测斜杆本体21之间通过轴27连接，所述轴27上套设有扭簧28，所述扭簧28的一端抵持所述连接件26，另一端抵持所述测斜杆本体21。所述定位轮23和活动轮24相对设置在所述测斜杆本体21 的两侧。所述测斜杆本体21包括两片相对设置的固定板211和管体212。所述定位轮23、连接件26设置在两片所述固定板211之间。所述固定板211形成在所述管体212内，该管体212和固定板211一体成型。所述测斜杆本体21上开设有第一开口部(未图示)和第二开口部(未图示)，所述定位轮23穿过所述第一开口部以外露出管体212，所述连接件26穿过所述第二开口部以外露出管体212，该活动轮24位于管体212的外部。所述固定板211具有沿测斜仪20的纵长方向延伸的板体部2111和自所述板体部2111的一侧向外凸伸的凸部2112，所述凸部2112垂直板体部2111，所述定位轮23安装在所述凸部2112上，所述板体部2111的一侧形成有缺口2113，所述缺口2113位于所述活动轮24的一侧，当所述连接件26收折后，所定位轮23位于所述缺口2113内。在该实施例中，为了使测斜传感器22固定稳定，在固定板211的两侧分别设置有两个定位轮23 和两个活动轮24，每个定位轮23对应一个活动轮24，两个定位轮23呈上下排布。结合图1，该测斜仪20在使用的时候，由于活动轮24、扭簧28、连接件 26的存在，可以调整测斜仪20在导管10内的位置，以防止测斜仪20在导管 10内晃动从而影响测量精度。该测斜仪20的定位方式如下：当测斜仪20在导管10内移动时，若定位轮23或活动轮24其中一侧未与导管10的内壁接触，则说明测斜仪10未完全固定在导管10内，此时，活动轮24在扭簧28的作用下，推动连接件26发生位移，进而使活动轮24位移直至定位轮23和活动轮24 均抵持导管10的内壁，从而调节测斜仪20在导管10内的位置，使定位轮23 和活动轮24均与导管10的内壁接触。

请参见图6和图7并结合图4，所述测斜传感器22包括外部罩壳221、设置在所述外部罩壳221内的壳体222、设置在所述壳体222内的摆锤223、相对设置的容栅标尺224和容栅电路板225及与所述容栅电路板225和容栅标尺224 之间信号连接的容栅芯片226。通过该外部罩壳221可以使得该测斜传感器22 一体式包装。所述壳体222内形成有收纳所述摆锤223的收纳腔227，所述摆锤 223的一端挂在所述壳体222上，且所述摆锤223以挂在所述壳体222上的一端为轴心相对所述壳体222摆动。所述容栅标尺224、容栅电路板225中的一个固定在所述摆锤223上。在本实施例中，所述容栅标尺224固定在所述摆锤223 上，所述容栅标尺224随所述摆锤223沿所述容栅电路板225的平面移动。在其他实施方式中，可以将容栅电路板225固定在所述摆锤223上，所述容栅电路板225随所述摆锤223沿容栅标尺224的平面移动。在本实施例中，所述容栅标尺224的数量、容栅电路板225的数量均为两个；两个所述容栅标尺224 相对固定在摆锤223的两侧，每个所述容栅电路板225分别对应一个容栅标尺 224平行设置在所对应的容栅标尺224的一侧。当然，该容栅标尺224和容栅电路板225的数量也可以设置为一个，但是当容栅标尺224的数量、容栅电路板 225的数量为两个，其测量精度更高，容栅标尺224的数量、容栅电路板225的数量均为两个时，其测量原理如下：请结合图1、图6及图7，当摆锤223摆动后，容栅标尺224和容栅电路板225之间形成相对偏移角度θ，导致容栅编码器的输出信号产生与偏移角度对应的相位差，假设测斜传感器22误差为Δ，则测斜传感器22输出的两组测量信号分别为s₁＝u(θ,t)+Δ；s₂＝-u(θ,t)+Δ，即容栅编码器实际输出信号u(θ,t)＝(s₁-s₂)/2。利用容栅芯片226对容栅编码器的输出信号u(θ,t)进行相位鉴别，即可测算出容栅标尺224与容栅电路板225之间的相对偏移角度θ。

所述收纳腔227的两侧设置有使所述收纳腔227与外部连通的第一开口侧 (未标号)和第二开口侧(未标号)。两个所述容栅电路板225分别设置在所述第一开口侧和第二开口侧上以密封所述第一开口侧和第二开口侧。该容栅电路板225通过紧固件固定在所述壳体222上。所述测斜传感器22还包括连接所述摆锤223和所述壳体222的摆锤吊臂228，通过摆锤吊臂228使摆锤223和壳体 222之间连接，连接方式简单。为了便于整体的安装及使得整体更紧凑，所述容栅芯片226设置在所述摆锤223的下方。采用容栅标尺224和容栅电路板225，并将该容栅标尺224或容栅电路板225安装在摆锤223上，当摆锤223摆动后，容栅标尺224与容栅电路板225之间形成相对位移，导致输出信号产生相位差，利用容栅芯片226对输出信号相位差进行鉴别，即可测算出容栅标尺224与容栅电路板2之间的相对位移，进而推算出该固定式容栅编码器测斜装置的倾斜角度，从而达到测试工程基坑测斜的目的。该测斜传感器22通过容栅技术比传统的测斜仪20精度更高，成本更低，使用方便，告别传统的人工拉拽记录数据的模式。

当然，除了采用上述测斜传感器外，还可以采用常规使用的测斜传感器，如该测斜传感器为MEMS传感器。

请参见图8，测斜仪的结构还可以为如下结构：测斜仪20’包括测斜杆本体21’、设置在所述测斜杆本体21’一侧的测斜传感器22’、设置在所述测斜传感器22’一侧的测斜仪连接头25’及设置在所述测斜杆本体21’上的滑轮组件。沿所述测斜仪20’的纵长方向上，该测斜杆本体21’和测斜仪连接头25’分别相对设置在测斜传感器22’的两端。所述滑轮组件的结构、测斜杆本体21’的结构与前述的实施例中的滑轮组件的结构、测斜杆本体的结构相似，不同点在于：一、本实施例中的定位轮23’和活动轮24’仅为一组；二、本实施例中，测斜杆本体21’上设置有对接部29’。在本实施例中，所述对接部29’为开设在测斜杆本体21’上的通孔。

请参见图9，在本实施例中，相邻两个测斜仪20’之间通过延长杆50连接，所述延长杆50包括延长杆本体51和相对设置在所述延长杆本体51两端的延长杆连接头52和对接件53，所述延长杆连接头52与相邻的测斜仪20’的测斜仪连接头25’对接，所述对接件53与相邻的测斜仪20’的对接部29’对接。

综上所述，上述测斜仪和测斜设备通过在测斜杆本体21、21’的两侧设置定位轮23、23’和活动轮24、24’，由测斜仪连接头25’将活动轮24、24’安装在测斜杆本体21、21’上，且在连接该测斜仪连接头25’与测斜杆本体21、 21’的轴27上设置扭簧28，从而通过定位轮23、23’定点，通过扭簧28和测斜仪连接头的协作使得该活动轮24、24’微调定位，从而防止测斜仪20、20’由于本身的问题而发生倾斜，提高了测量精度，避免了发生误判的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。