專利名稱：一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程領(lǐng)域，特別涉及一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，該裝置適用于隧道、地鐵和礦井巷道等地下工程巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測。
背景技術(shù)：
目前用于巖土體內(nèi)部相對位移的監(jiān)測儀器均采用多點(diǎn)位移計和滑動變形計。儀器監(jiān)測的精確度較低，量程有限，一般小于15m，受工程地質(zhì)條件和場地環(huán)境影響很大，而且監(jiān)測過程中同時需要4人進(jìn)行監(jiān)測工作，儀器一次使用成本很高，實(shí)現(xiàn)不了監(jiān)測工作的自動化和智能化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，該裝置的監(jiān)測精度較高，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測工作的自動化和智能化，詳見下文描述一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，包括機(jī)械裝置，所述機(jī)械裝置上設(shè)置有控制電路，所述控制電路實(shí)時存儲從塑料軌道上獲取的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置，并實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)；對所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、所述位置和所述內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值。所述機(jī)械裝置包括滾輪，所述滾輪內(nèi)設(shè)置有軸承，所述軸承與鋼支架固定連接；所述鋼支架通過螺栓固定；所述鋼支架上設(shè)置有三相混合步進(jìn)電機(jī)，所述三相混合步進(jìn)電機(jī)固定連接有鋼墊片。所述鋼支架包括通過所述螺栓固定連接的水平板和2個立板，所述軸承與所述立板固定連接；所述水平板的末端設(shè)置有所述三相混合步進(jìn)電機(jī)，所述水平板的前端設(shè)置有控制電路托架，所述控制電路托架上設(shè)置有控制電路。所述控制電路包括三分量磁傳感器、顯示屏、內(nèi)存儲芯片、微處理器、驅(qū)動芯片、濕度傳感器和提供電能的鋰電池，所述三分量磁傳感器感應(yīng)和接受所述塑料軌道上的所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置；所述濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度；并將所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、所述位置和所述內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)保存至所述內(nèi)存儲芯片；所述微處理器和所述驅(qū)動芯片從所述內(nèi)存儲芯片中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理分析，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值，并通過所述顯示屏顯示。所述塑料軌道包括塑料管，所述塑料管內(nèi)設(shè)有滾輪軌道槽；在所述塑料管的兩側(cè)設(shè)置有永磁鐵。本實(shí)用新型具有以下的有益效果通過改變正方形磁鐵的位置，就會引起峰值點(diǎn)的大小和位置，微處理器和驅(qū)動芯片實(shí)時處理和接受數(shù)據(jù)，從而確定巖土體的變形值，濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度。通過本裝置提高了監(jiān)測精度，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測工作的自動化和智能化，降低了成本。
圖1為本實(shí)用新型提供的一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型提供的機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型提供的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型提供的塑料軌道的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中各標(biāo)號所代表的部件列表如下1:機(jī)械裝置；2:控制電路；3:塑料軌道；11:三相混合步進(jìn)電機(jī)； 12 :滾輪；13 :軸承；14 :鋼支架；15 :螺栓；16:控制電路托架； 17:鋼墊片；21 :三分量磁傳感器；22 :顯示屏；23:內(nèi)存儲芯片；24:微處理器；25 :驅(qū)動芯片；26 :濕度傳感器；27:鋰電池；31 :塑料管；32 :滾輪軌道槽； 33 :正方形永磁鐵。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。為了提高監(jiān)測精度，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測工作的自動化和智能化，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，參見圖1、圖2、圖3和圖4，詳見下文描述一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，參見圖1，包括機(jī)械裝置1，機(jī)械裝置I上設(shè)置有控制電路2，控制電路2實(shí)時存儲從塑料軌道3上獲取的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置，并實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)；對電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、位置和內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值。參見圖2，機(jī)械裝置I包括滾輪12，滾輪12內(nèi)設(shè)置有軸承13，軸承13與鋼支架14固定連接；鋼支架14通過螺栓15固定；鋼支架14上設(shè)置有三相混合步進(jìn)電機(jī)11，三相混合步進(jìn)電機(jī)11固定連接有鋼墊片17。通過鋼墊片17將三相混合步進(jìn)電機(jī)11與鋼支架14緊密連接起來。其中，鋼支架14包括通過螺栓15固定連接的水平板4-1和2個立板4_2，軸承13與立板4-2固定連接；水平板4-1的末端設(shè)置有三相混合步進(jìn)電機(jī)11，水平板4-1的前端設(shè)置有控制電路托架16，控制電路托架16上設(shè)置有控制電路2。參見圖3，控制電路2包括三分量磁傳感器21、顯示屏22、內(nèi)存儲芯片23、微處理器24、驅(qū)動芯片25、濕度傳感器26和提供電能的鋰電池27，三分量磁傳感器21感應(yīng)和接受塑料軌道3上的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置；濕度傳感器26實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度；并將電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、位置和內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)保存至內(nèi)存儲芯片23 ;微處理器24和驅(qū)動芯片25從內(nèi)存儲芯片23中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理分析，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值，并通過顯示屏22顯示。其中，通過鋰電池27提供電量保證控制電路中各個器件正常工作。其中，控制電路2中的所有零部件都是通過焊接的形式，組成集成電路板。參見圖4，塑料軌道3包括塑料管31，塑料管31內(nèi)設(shè)有滾輪軌道槽32 ；在塑料管31的兩側(cè)設(shè)置有永磁鐵33。其中，塑料軌道3的材料可以采用PE型也可以采用普通硬質(zhì)塑料管；永磁鐵33可以采用正方形和長方形等，具體實(shí)現(xiàn)時，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要進(jìn)行選擇，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。其中，三相混合步進(jìn)電機(jī)11驅(qū)動滾輪12在塑料管31做往返運(yùn)動，鋼支架14起支撐整個裝置的作用，控制電路托架16主要是固定控制電路2的。三分量磁傳感器21根據(jù)電磁感應(yīng)原理測定正方形永磁鐵33的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置，內(nèi)存儲芯片23用來實(shí)時存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)和處理結(jié)果，微處理器24和驅(qū)動芯片25用來實(shí)時處理和接受數(shù)據(jù)，濕度傳感器26用來監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度，塑料軌道3與巖土體之間用水泥砂漿連接緊密，塑料軌道3兩側(cè)的正方形磁鐵33是磁感應(yīng)信號點(diǎn)，巖土體發(fā)生變形。通過改變正方形磁鐵33的位置，就會引起峰值點(diǎn)的大小和位置，從而可以最終確定巖土體的變形值。下面詳細(xì)的描述下一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置的工作原理(I)首先根據(jù)工程實(shí)際需要，在要監(jiān)測的巖土體中鉆水平或豎直方向的鉆孔，鉆孔的孔徑為108mm，將永磁鐵33每隔Im用膠水固定在塑料管31兩側(cè)側(cè)壁上，然后將直徑為IOOmm的滾輪軌道槽32放入鉆孔中，塑料軌道3與鉆孔周圍用強(qiáng)度為Mb5. 0的水泥砂漿連接牢固；(2)將滾輪12放在滾輪軌道槽32內(nèi)，控制電路托架16上的控制電路2，在滾輪軌道槽32內(nèi)做來回往復(fù)的運(yùn)動。在運(yùn)動過程中三分量磁傳感器21會實(shí)時記錄永磁鐵33的位置，并實(shí)時記錄最大磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的位置，當(dāng)巖土體內(nèi)部發(fā)生變形時，磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置就會改變，通過控制電路2就可獲取到巖土體的變形；在運(yùn)動過程中濕度傳感器26可以實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度，所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)都存儲在內(nèi)存儲芯片23內(nèi)，并通過微處理器24和驅(qū)動芯片25進(jìn)行數(shù)據(jù)的后處理；(3)—次監(jiān)測完成后，將監(jiān)測裝置從滾輪軌道槽32取出，將鋰電池27取出，放入存放箱中，以備下次使用。其中，具體實(shí)現(xiàn)時，濕度傳感器可以采用HM1500、內(nèi)存儲芯片可以采用DDR存儲、三項(xiàng)混合步進(jìn)電機(jī)可以采用110型、驅(qū)動芯片可以采用THB6064、微處理器可以采用AMDAUl100o其中，本實(shí)用新型實(shí)施例對上述元器件的型號不做設(shè)定，具體實(shí)現(xiàn)時，本實(shí)用新型實(shí)施例對此不做限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，其特征在于，包括機(jī)械裝置(1)，所述機(jī)械裝置(I)上設(shè)置有控制電路(2 )，所述控制電路(2 )實(shí)時存儲從塑料軌道(3 )上獲取的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置，并實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)；對所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、所述位置和所述內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述機(jī)械裝置(I)包括滾輪(12)，所述滾輪(12)內(nèi)設(shè)置有軸承(13)，所述軸承(13)與鋼支架(14)固定連接；所述鋼支架(14)通過螺栓(15)固定；所述鋼支架(14)上設(shè)置有三相混合步進(jìn)電機(jī)(11)，所述三相混合步進(jìn)電機(jī)(11)固定連接有鋼墊片(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述鋼支架(14)包括通過所述螺栓(15)固定連接的水平板(4-1)和2個立板(4-2)，所述軸承(13)與所述立板(4-2)固定連接；所述水平板(4-1)的末端設(shè)置有所述三相混合步進(jìn)電機(jī)(11)，所述水平板(4-1)的前端設(shè)置有控制電路托架(16 )，所述控制電路托架(16 )上設(shè)置有控制電路(2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述控制電路(2)包括三分量磁傳感器(21)、顯示屏(22)、內(nèi)存儲芯片(23)、微處理器(24)、驅(qū)動芯片(25 )、濕度傳感器(26 )和提供電能的鋰電池(27 )，所述三分量磁傳感器(21)感應(yīng)和接受所述塑料軌道(3)上的所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置；所述濕度傳感器(26)實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度；并將所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、所述位置和所述內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)保存至所述內(nèi)存儲芯片(23);所述微處理器(24)和所述驅(qū)動芯片(25)從所述內(nèi)存儲芯片(23)中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理分析，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值，并通過所述顯示屏(22)顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述塑料軌道(3 )包括塑料管(31)，所述塑料管(31)內(nèi)設(shè)有滾輪軌道槽(32 );在所述塑料管(31) 的兩側(cè)設(shè)置有永磁鐵(33 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種巖土體內(nèi)部變形及濕度監(jiān)測裝置，包括機(jī)械裝置，所述機(jī)械裝置上設(shè)置有控制電路，所述控制電路實(shí)時存儲從塑料軌道上獲取的電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小和位置，并實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)；對所述電磁感應(yīng)峰值點(diǎn)的大小、所述位置和所述內(nèi)部濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲取巖土體內(nèi)部的變形值和濕度值。巖土體內(nèi)部發(fā)生變形就會改變正方形磁鐵的位置，就會引起峰值點(diǎn)的大小和位置，微處理器和驅(qū)動芯片實(shí)時處理和接受數(shù)據(jù)，從而確定巖土體的變形值，濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測巖土體內(nèi)部的濕度。通過本裝置提高了監(jiān)測精度，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測工作的自動化和智能化，降低了成本。
文檔編號G01B7/24GK202836502SQ201220429158
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者柴艷飛, 王存貴, 余流, 張?jiān)聘? 陸海英, 黃克起, 方杰, 季忠原, 徐晉奇, 孫偉 申請人:中國建筑第六工程局有限公司