本實(shí)用新型主要涉及到應(yīng)用于工程的檢測和監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，特指一種用于測量工程結(jié)構(gòu)體垂直位移變化的裝置。

背景技術(shù)：

靜力水準(zhǔn)儀是用于測量基礎(chǔ)和建筑物各個(gè)測點(diǎn)的相對(duì)沉降的通用傳感器，廣泛應(yīng)用于路基沉降、橋梁擾度、水電站廠、壩、高層建筑物等各測點(diǎn)不均勻沉降和線性變化的測量。隨著基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展和建設(shè)技術(shù)的不斷提高，對(duì)檢測傳感器的要求也不斷提高。目前市場上的靜力水準(zhǔn)儀總類繁多，但普遍采用電感調(diào)頻原理設(shè)計(jì)制造。這類傳統(tǒng)的傳感器尺寸較大，量程短、測量精度差，溫度和環(huán)境影響大，安裝空間要求高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了大跨徑橋梁、高鐵路基、水利大壩等結(jié)構(gòu)的實(shí)際測量應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)小巧輕便、安裝便捷、測試簡單、測試精度高且長期穩(wěn)定可靠的垂直變形檢測裝置，可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)的測量應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種垂直變形檢測裝置，包括腔體、傳導(dǎo)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述腔體內(nèi)填充有液體介質(zhì)，所述傳導(dǎo)系統(tǒng)包括浮筒、測桿、限位裝置和傾角感應(yīng)器，所述浮筒浮在液體介質(zhì)內(nèi)，所述測桿的一端與浮筒相連，另一端鉸接于限位裝置上并與傾角感應(yīng)器相連；所述浮筒跟隨液位變化，帶動(dòng)測桿繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，所述傾角感應(yīng)器感應(yīng)角度的變化并輸出相應(yīng)的電信號(hào)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)電信號(hào)得出測點(diǎn)的垂直位移變化量。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述腔體上設(shè)置有水管接頭，所述腔體通過水管接頭與其他傾角式靜力水準(zhǔn)儀的腔體形成連通狀，以組成靜力水準(zhǔn)測試系統(tǒng)。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述腔體上部留有通氣孔以保證腔體與大氣相通。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述腔體的一個(gè)面上嵌入透明的標(biāo)準(zhǔn)刻度尺，用以觀測腔體內(nèi)液體介質(zhì)的高度。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述傾角感應(yīng)器為差分式傾角芯片，利用重力加速度原理測量芯片與水平方向的傾角。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括微處理器電路、存儲(chǔ)電路和信號(hào)采集電路；所述微處理器電路用來控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，所述存儲(chǔ)電路用來存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，所述信號(hào)采集電路用以完成AD轉(zhuǎn)換，所述微處理器電路用來控制AD采集的過程并對(duì)采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，最終計(jì)算得到測點(diǎn)的垂直位移變化。

作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括通訊電路，所述通訊電路采用RS485總線數(shù)字信號(hào)傳輸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本實(shí)用新型的垂直變形檢測裝置，采用傾角感應(yīng)器將液位的垂直變化轉(zhuǎn)換為測桿的角度變化，傳感器豎直高度略高于測量量程，大大降低了安裝的難度和空間要求，適用于各種結(jié)構(gòu)測量的量程需要。

2、本實(shí)用新型的垂直變形檢測裝置，采用傾角感應(yīng)器作為位移感應(yīng)元件，尺寸小、精度高、溫度和環(huán)境影響微弱，長期穩(wěn)定可靠，特別適用于高鐵路基小沉降、高精度的要求。

3、本實(shí)用新型的垂直變形檢測裝置，采用高精度的采樣芯片和高性能微處理器，數(shù)字信號(hào)輸出，抗干擾性能優(yōu)越，方便組成自動(dòng)化測量系統(tǒng)。

4、本實(shí)用新型的垂直變形檢測裝置，電路內(nèi)置電子編號(hào)和型號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別與計(jì)算。

5、本實(shí)用新型的垂直變形檢測裝置，在腔體外殼嵌入透明的標(biāo)準(zhǔn)刻度尺，可人為讀取數(shù)據(jù)，滿足水利工程應(yīng)用的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架示意圖。

圖3是本實(shí)用新型在具體實(shí)施例中存儲(chǔ)電路原理示意圖。

圖4是本實(shí)用新型在具體實(shí)施例中信號(hào)采集電路原理示意圖。

圖5是本實(shí)用新型在具體實(shí)施例中微處理器電路原理示意圖。

圖6是本實(shí)用新型在具體實(shí)施例中RS485通訊電路原理示意圖。

圖例說明：

1、水管接頭；2、腔體；3、浮筒；4、標(biāo)準(zhǔn)刻度尺；5、通氣孔；6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；7、傾角感應(yīng)器；8、測桿；9、限位裝置；10、液體介質(zhì)；11、信號(hào)采集電路；12、微處理器電路；13、存儲(chǔ)電路；14、通訊電路。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供一種垂直變形檢測裝置，即為一種高精度傾角式靜力水準(zhǔn)儀，它包括腔體2、傳導(dǎo)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6，腔體2內(nèi)填充有液體介質(zhì)10，傳導(dǎo)系統(tǒng)包括浮筒3、測桿8、限位裝置9和傾角感應(yīng)器7，浮筒3浮在液體介質(zhì)10內(nèi)，測桿8的一端與浮筒3相連，另一端鉸接于限位裝置9上并與傾角感應(yīng)器7相連；浮筒3會(huì)跟隨液位變化，帶動(dòng)測桿8繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，傾角感應(yīng)器7會(huì)感應(yīng)角度的變化并輸出相應(yīng)的電信號(hào)。即，本實(shí)用新型利用傾角感應(yīng)器7感應(yīng)測桿8的角度變化從而測量液位的垂直位移變化，將垂直位移變化物理量轉(zhuǎn)換為可采集識(shí)別的模擬電信號(hào)。本實(shí)用新型在使用時(shí)，當(dāng)測點(diǎn)發(fā)生垂直位移變化時(shí)，腔體2內(nèi)液體介質(zhì)10的液位會(huì)隨之發(fā)生變化，通過傳導(dǎo)系統(tǒng)將液位的物理變化量轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)輸出，輸出的模擬電壓信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)處理分析，計(jì)算出液位的變化值，從而精確的測量出測點(diǎn)的垂直位移變化量。

作為優(yōu)選的實(shí)施例，本實(shí)施例中腔體2上設(shè)置有水管接頭1，通過水管與其他傾角式靜力水準(zhǔn)儀的腔體2形成連通狀，以組成靜力水準(zhǔn)測試系統(tǒng)。腔體2采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，可以用來保護(hù)內(nèi)部的傳導(dǎo)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6。進(jìn)一步，在腔體2上部留有通氣孔5，始終保證腔體2與大氣相通，以保證測量精度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步在腔體2的一個(gè)面上（如側(cè)壁）嵌入透明的標(biāo)準(zhǔn)刻度尺4，方便用戶直觀的觀測腔體2內(nèi)液體介質(zhì)10的高度。

本實(shí)施例中，傾角感應(yīng)器7采用高精度的差分式傾角芯片，利用重力加速度原理測量芯片與水平方向的傾角。通過該傾角感應(yīng)器7可以將位移變化的物理量轉(zhuǎn)換為可電子采集的模擬電壓信號(hào)輸出。該芯片自帶溫度補(bǔ)償，測量精度高、長期穩(wěn)定性好。

本實(shí)施例中，參見圖2～圖6，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6包括微處理器電路12、存儲(chǔ)電路13、信號(hào)采集電路11和通訊電路14。微處理器電路12采用高性能的單片機(jī)AT89c2051，內(nèi)置燒錄的程序代碼，控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，包括信號(hào)AD轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理分析、存儲(chǔ)和通訊等。存儲(chǔ)電路13采用兩片高速串口Flash存儲(chǔ)器芯片AT24C1024，設(shè)計(jì)簡單方便，可連續(xù)存儲(chǔ)4000條測量數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)內(nèi)置電子編號(hào)和型號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別與計(jì)算。信號(hào)采集電路11采用16位快速AD轉(zhuǎn)換芯片MAX1400，傾角感應(yīng)器7輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過電壓跟隨器后送入AD芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，微處理器電路12控制AD采集的過程并對(duì)采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，最終計(jì)算得到測點(diǎn)的垂直位移變化。通訊電路14采用RS485總線數(shù)字信號(hào)傳輸，采用分立元件設(shè)計(jì)，充分考慮雷擊和靜電的影響，非常適用于惡劣的野外施工環(huán)境。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。