一種自動化便攜式測斜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自動化便攜式測斜儀，其特征在于：包括傳感器探頭、電纜、定位孔蓋、繞線盤和設備終端；所述傳感器探頭與所述電纜的一端相連，電纜的另一端與繞線盤相連，所述定位孔蓋設置在測斜管的上端部用于對電纜進行定位；該測斜儀采用全新的數(shù)據(jù)采集方式和測量軟件，功能更加智能、齊全，實現(xiàn)了預埋測斜管的傾斜變形的自動化測量；同時引入新型電纜和定位孔蓋，降低了人工勞動強度，提高了測量精度，可以廣泛應用在山體滑坡、筑堤、水壩以及深坑與隧道周圍監(jiān)測土體內(nèi)滑動面上的變形。
【專利說明】
一種自動化便攜式測斜儀
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自動化便攜式測斜儀，屬于涉及工程測量領域。
【背景技術】
[0002]便攜式數(shù)字測斜儀通常在預埋測斜管道內(nèi)使用，常用于監(jiān)測滑坡區(qū)和深洞開挖土體的側(cè)向位移，也用來監(jiān)測諸如堤壩結(jié)構的變形，或者是水平預埋測斜管檢測大型建筑地面沉降。
[0003]目前市場上的大部分便攜測斜儀主要采用電纜一端和傳感器探頭相連，另外一端通過繞線盤和測量儀表相連的結(jié)構。電纜主要起到通信、連接的作用。同時，通過電纜上的數(shù)字標簽，可以確定探頭的具體位置。現(xiàn)場測量需要兩個人配合操作完成，其中，一個人負責操作儀表進行數(shù)據(jù)采集，一個人負責向上拉升傳感器探頭，兩個人互相配合，連續(xù)地、逐段測出產(chǎn)生位移后的測斜管軸線與鉛垂線的夾角，再分段求出水平位移，最后累加得出總的位移量及沿管軸線整個孔位的變化情況。
[0004]市場上普通便攜測斜儀在工程現(xiàn)場的應用中存在以下問題:
1.測量過程需要兩個人配合操作，無自動測量功能，測量效率低、費時、費力；
2.測量儀表為僅具有數(shù)據(jù)采集功能，無法識別隨機誤差，功能相對單一；
3.傳感器探頭測量重復性較差，直接影響測量準確性和測斜孔變形分析；
4.電纜直徑較粗，普遍在10?12mm;內(nèi)部含多股鋼絲繩，電纜笨重，不方便攜帶；
5.通過目測的方式確定探頭的位置，定位誤差大，影響測量的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種自動化便攜式測斜儀。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種自動化便攜式測斜儀，包括傳感器探頭、電纜、定位孔蓋、繞線盤和設備終端;所述傳感器探頭與所述電纜的一端相連，電纜的另一端與繞線盤相連，所述定位孔蓋設置在測斜管的上端部用于對電纜進行定位；
所述繞線盤包括主控模塊、電池、指示燈和控制開關，所述主控模塊包括ARM主控芯片、藍牙模塊、電源管理電路、RS485通信電路，所述電池通過電源管理電路對主控模塊和傳感器探頭內(nèi)的變送器進行供電，所述ARM主控芯片通過藍牙模塊與設備終端進行通信及數(shù)據(jù)傳輸、通過RS485通信電路與傳感器探頭進行通信，接收傳感器探頭發(fā)送數(shù)據(jù)信息，所述指示燈通過指示燈電路與所述主控模塊相連，用于指示主控模塊的工作狀態(tài)，所述控制開關通過按鍵控制電路與電源管理電路相連，用于控制主控模塊和變送器的開啟或關閉；
所述設備終端包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、自動判讀模塊、圖表生成模塊和誤差校正模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過設備終端自帶的藍牙與繞線盤的藍牙模塊進行配對連接，接收ARM主控芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并將接收到數(shù)據(jù)信息傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊對數(shù)據(jù)進行分析處理后，將結(jié)果發(fā)送給自動判讀模塊，由自動判讀模塊發(fā)送給圖表生成模塊，由圖表生成模塊生成圖表在設備終端的顯示屏上顯示，若自動判讀模塊判定數(shù)據(jù)存在誤差，則將數(shù)據(jù)發(fā)送給誤差校正模塊，由誤差校正模塊進行校正后發(fā)送給圖表生成模塊。
[0007]進一步，所述傳感器探頭包括滾輪組件、角度傳感器、變送器和殼體，所述角度傳感器、變送器設置在所述殼體內(nèi)，所述角度傳感器與所述變送器相連，所述變送器通過變送器電路與RS485通信電路相連，所述滾輪組件為2個，分別設置所述殼體的兩端的外壁上。
[0008]進一步，所述滾輪組件包括滾輪、扭簧、軸承、軸和支架，所述支架通過鉚釘與所述殼體錨固成一個整體，且支架以鉚釘為中心旋轉(zhuǎn)，所述滾輪為2個，分別通過軸錨固在所述支架的兩端，所述軸與所述軸承的內(nèi)徑過渡配合，所述扭簧固定在所述支架和所述殼體連接處的兩側(cè)，為滾輪卡在測斜管的導槽內(nèi)并跟隨傳感器探頭移動提供回復力。
[0009]進一步，所述殼體包括殼體一和2個殼體二，所述殼體一位中空不銹鋼管材，用于固定角度傳感器和變送器，2個所述殼體二通過螺釘固定在所述殼體一的兩端，所述殼體二為半圓形，中間設有凸起，所述凸起與滾輪組件的支架通過鉚釘固定在一起。
[0010]進一步，所述殼體的下端部設有緩沖墊。
[0011]進一步，所述電纜包括5根通信芯線和I根芳綸纖維材料制成的抗拉芯線。
[0012]進一步，所述電纜外表面設有若干個銅環(huán)和若干個數(shù)字標簽，其中，相鄰兩個銅環(huán)之間的距離為0.5m，相鄰兩個數(shù)字標簽之間的距離為5m。
[0013]進一步，所述數(shù)字標簽外部熱縮一層透明熱縮套管。
[0014]進一步，所述定位孔蓋的橫截面為3/4扇形結(jié)構，包括孔蓋本體，所述孔蓋本體內(nèi)設有卡環(huán)，所述卡環(huán)與所述孔蓋本體的側(cè)壁形成與測斜管管壁相配的凹槽，所述孔蓋本體的中心處設有通孔，通孔內(nèi)設有定位環(huán)，所述定位環(huán)包括卡槽一和卡槽二，所述卡槽一的內(nèi)徑與電纜的直徑相配，所述卡槽二的內(nèi)徑與銅環(huán)的直徑相配。
[0015]本發(fā)明所達到的有益技術效果:本發(fā)明提供一種無線、智能、高精度測量的自動化便攜式測斜儀，采用全新的數(shù)據(jù)采集方式和測量軟件，功能更加智能、齊全，實現(xiàn)了預埋測斜管的傾斜變形的自動化測量；同時引入新型電纜和定位孔蓋，降低了人工勞動強度，提高了測量精度，可以廣泛應用在山體滑坡、筑堤、水壩以及深坑與隧道周圍監(jiān)測土體內(nèi)滑動面上的變形。
【附圖說明】
[0016]圖1本發(fā)明結(jié)構示意圖；
圖2本發(fā)明之傳感器探頭結(jié)構示意；
圖3本發(fā)明之滾輪組件結(jié)構示意圖；
圖4本發(fā)明之滾輪組件與測斜管配合俯視圖；
圖5本發(fā)明之殼體結(jié)構示意圖；
圖6本發(fā)明圖1中A部分放大示意圖；
圖7本發(fā)明之定位孔蓋結(jié)構示意圖。
[0017]其中:I傳感器探頭；11滑輪組件；111軸；112軸承；113滾輪114扭簧；115鉚釘；116支架；12角度傳感器；13變送器；14殼體；141殼體一 ；142殼體二 ； 143緩沖墊；2電纜;21數(shù)字標簽;22銅環(huán);3定位孔蓋;31孔蓋本體;32卡環(huán);33卡槽一;34卡槽二; 4繞線盤;5設備終端;6測斜管;61導槽。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0019]如圖1-7所示，本發(fā)明提供一種自動化便攜式測斜儀，包括傳感器探頭1、電纜2、定位孔蓋3、繞線盤4和設備終端5;所述傳感器探頭I與所述電纜2的一端相連，電纜2的另一端與繞線盤4相連，所述定位孔蓋3設置在測斜管6的上端部用于對電纜3進行定位；
所述繞線盤是一種繞線直徑為200mm的ABS繞線盤，最多可纏繞150m電纜，滿足實際測量需求，可以收放電纜，內(nèi)置主控模塊、電池、指示燈和控制開關，所述主控模塊包括ARM主控芯片、藍牙模塊、電源管理電路、RS485通信電路，所述電池通過電源管理電路對主控模塊和傳感器探頭內(nèi)的變送器進行供電，所述ARM主控芯片通過藍牙模塊與設備終端進行通信及數(shù)據(jù)傳輸、通過RS485通信電路與傳感器探頭進行通信，接收傳感器探頭發(fā)送數(shù)據(jù)信息，所述指示燈通過指示燈電路與所述主控模塊相連，用于指示主控模塊的工作狀態(tài)，所述控制開關通過按鍵控制電路與電源管理電路相連，用于控制主控模塊和變送器的開啟或關閉；
所述設備終端5為安卓手機或Ipad，自帶版本為4.0的藍牙，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、自動判讀模塊、圖表生成模塊和誤差校正模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過設備終端自帶的藍牙與繞線盤的藍牙模塊進行配對連接，接收ARM主控芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并將接收到數(shù)據(jù)信息傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊對數(shù)據(jù)進行分析處理后，將結(jié)果發(fā)送給自動判讀模塊，由自動判讀模塊發(fā)送給圖表生成模塊，由圖表生成模塊生成圖表在設備終端的顯示屏上顯示，若自動判讀模塊判定數(shù)據(jù)存在誤差，則將數(shù)據(jù)發(fā)送給誤差校正模塊，由誤差校正模塊進行校正后發(fā)送給圖表生成模塊。
[0020]所述傳感器探頭I包括滾輪組件11、角度傳感器12、變送器13和殼體14，所述角度傳感器12、變送器13設置在所述殼體14內(nèi)，所述角度傳感器12與所述變送器13相連，所述變送器13通過變送器電路與RS485通信電路相連，所述滾輪組件11為2個，分別設置所述殼體14的兩端的外壁上。所述角度傳感器12為高性能模擬差分型單軸傾角傳感器，測量范圍為±15°或±30°，分辨率為0.001° ο
[0021]所述滾輪組件11包括滾輪113、扭簧114、軸承112、軸111和支架116，所述支架116通過鉚釘115與所述殼體14錨固成一個整體，且支架116以鉚釘115為中心旋轉(zhuǎn)，所述滾輪113為2個，分別通過軸111錨固在所述支架116的兩端，所述軸111與所述軸承112的內(nèi)徑過渡配合，所述扭簧114固定在所述支架116和所述殼體14連接處的兩側(cè)，為滾輪113卡在測斜管6的導槽61內(nèi)并跟隨傳感器探頭I移動提供回復力。
[0022]其中，軸111為不銹鋼加工件，與軸承112內(nèi)徑間過渡配合，與支架116錨固配合，起到支撐固定的作用，保證軸承112順利的轉(zhuǎn)動;扭簧114為直徑2.5mm錳鋼絲加工而成，并經(jīng)過熱處理，保證一定的回復力度，作用是提供滾輪組件11擺動的回復力;所述軸承112為不銹鋼深溝球軸承，牌號440，規(guī)格型號為625，這種不銹鋼軸承具有間隙小、滾動順暢、防腐蝕的特點，為滾輪長期順利地工作提供有力的保證;所述鉚釘115穿過支架116與殼體14錨固配合成一個整體，使得支架116整體以鉚釘115為中心旋轉(zhuǎn)； 所述殼體14包括殼體一 141和2個殼體二 142，所述殼體一 141位中空不銹鋼管材，用于固定角度傳感器12和變送器13，2個所述殼體二 142通過螺釘固定在所述殼體一 141的兩端，所述殼體二 142為半圓形，中間設有凸起，所述凸起與滾輪組件11的支架116通過鉚釘116固定在一起。
[0023]所述殼體14的下端部設有緩沖墊143，在傳感器探頭I跌落、撞擊時起到緩沖防護作用。
[0024]所述電纜2是一種聚氨酯電纜，直徑6mm，內(nèi)部含5根通信芯線和I根芳綸纖維材料制成的抗拉芯線，抗拉芯線替代鋼絲繩，起到承受拉力的作用，與鋼絲繩相比，芳綸纖維具有高強度、高模量、重量輕等特點。這種電纜與普通測斜電纜相比，抗拉性能強，電纜重量輕，使用壽命長。同時，為方便測量，所述電纜2外表面設有若干個銅環(huán)22和若干個數(shù)字標簽21，其中，相鄰兩個銅環(huán)22之間的距離為0.5m，相鄰兩個數(shù)字標簽21之間的距離為5m。
[0025]所述銅環(huán)22為外徑8mm的黃銅環(huán)管在模具下與電纜2統(tǒng)一壓制而成，成型后銅環(huán)22與電纜2成為一個整體。測量時，銅環(huán)22可以卡在定位孔蓋3上，既可以提高傳感器探頭I的定位精度，起到固定的作用，避免操作人員長時間用力。同時，銅環(huán)22與定位孔蓋3配合使用，提高了傳感器探頭的定位精度。
[0026]所述數(shù)字標簽21是在熱縮套管上打上數(shù)字，并通過高溫熱塑在電纜2上，同時數(shù)字標簽21外部熱縮一層透明熱縮套管，防止長時間摩擦造成數(shù)字的模糊。數(shù)字標簽可以方便識別傳感器探頭I深度。
[0027]所述定位孔蓋3的橫截面為3/4扇形結(jié)構，包括孔蓋本體31，所述孔蓋本體31內(nèi)設有卡環(huán)32，所述卡環(huán)32與所述孔蓋本體31的側(cè)壁形成與測斜管6管壁相配的凹槽，所述孔蓋本體31的中心處設有通孔，通孔內(nèi)設有定位環(huán)，所述定位環(huán)包括卡槽一 33和卡槽二 34，所述卡槽一 33的內(nèi)徑與電纜2的直徑相配，所述卡槽二 34的內(nèi)徑與銅環(huán)22的直徑相配。測量時蓋在測斜管6頂部，1/4缺口部分用于電纜2的提升。定位孔蓋3在測量時作為深度間隔的參考點，測量時，銅環(huán)22卡進卡槽二34內(nèi)，電纜2卡進卡槽一33內(nèi)，大大提高了傳感器探頭I的定位精度。
[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種自動化便攜式測斜儀，其特征在于:包括傳感器探頭、電纜、定位孔蓋、繞線盤和設備終端;所述傳感器探頭與所述電纜的一端相連，電纜的另一端與繞線盤相連，所述定位孔蓋設置在測斜管的上端部用于對電纜進行定位； 所述繞線盤包括主控模塊、電池、指示燈和控制開關，所述主控模塊包括ARM主控芯片、藍牙模塊、電源管理電路、RS485通信電路，所述電池通過電源管理電路對主控模塊和傳感器探頭內(nèi)的變送器進行供電，所述ARM主控芯片通過藍牙模塊與設備終端進行通信及數(shù)據(jù)傳輸、通過RS485通信電路與傳感器探頭進行通信，接收傳感器探頭發(fā)送數(shù)據(jù)信息，所述指示燈通過指示燈電路與所述主控模塊相連，用于指示主控模塊的工作狀態(tài)，所述控制開關通過按鍵控制電路與電源管理電路相連，用于控制主控模塊和變送器的開啟或關閉； 所述設備終端包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、自動判讀模塊、圖表生成模塊和誤差校正模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過設備終端自帶的藍牙與繞線盤的藍牙模塊進行配對連接，接收ARM主控芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，并將接收到數(shù)據(jù)信息傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊對數(shù)據(jù)進行分析處理后，將結(jié)果發(fā)送給自動判讀模塊，由自動判讀模塊發(fā)送給圖表生成模塊，由圖表生成模塊生成圖表在設備終端的顯示屏上顯示，若自動判讀模塊判定數(shù)據(jù)存在誤差，則將數(shù)據(jù)發(fā)送給誤差校正模塊，由誤差校正模塊進行校正后發(fā)送給圖表生成模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述傳感器探頭包括滾輪組件、角度傳感器、變送器和殼體，所述角度傳感器、變送器設置在所述殼體內(nèi)，所述角度傳感器與所述變送器相連，所述變送器通過變送器電路與RS485通信電路相連，所述滾輪組件為2個，分別設置所述殼體的兩端的外壁上。3.根據(jù)權利要求2所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述滾輪組件包括滾輪、扭簧、軸承、軸和支架，所述支架通過鉚釘與所述殼體錨固成一個整體，且支架以鉚釘為中心旋轉(zhuǎn)，所述滾輪為2個，分別通過軸錨固在所述支架的兩端，所述軸與所述軸承的內(nèi)徑過渡配合，所述扭簧固定在所述支架和所述殼體連接處的兩側(cè)，為滾輪卡在測斜管的導槽內(nèi)并跟隨傳感器探頭移動提供回復力。4.根據(jù)權利要求2所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述殼體包括殼體一和2個殼體二，所述殼體一位中空不銹鋼管材，用于固定角度傳感器和變送器，2個所述殼體二通過螺釘固定在所述殼體一的兩端，所述殼體二為半圓形，中間設有凸起，所述凸起與滾輪組件的支架通過鉚釘固定在一起。5.根據(jù)權利要求2所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述殼體的下端部設有緩沖墊。6.根據(jù)權利要求1所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述電纜包括5根通信芯線和I根芳綸纖維材料制成的抗拉芯線。7.根據(jù)權利要求1所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述電纜外表面設有若干個銅環(huán)和若干個數(shù)字標簽，其中，相鄰兩個銅環(huán)之間的距離為0.5m，相鄰兩個數(shù)字標簽之間的距離為5m。8.根據(jù)權利要求7所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述數(shù)字標簽外部熱縮一層透明熱縮套管。9.根據(jù)權利要求1所述的自動化便攜式測斜儀，其特征在于:所述定位孔蓋的橫截面為3/4扇形結(jié)構，包括孔蓋本體，所述孔蓋本體內(nèi)設有卡環(huán)，所述卡環(huán)與所述孔蓋本體的側(cè)壁形成與測斜管管壁相配的凹槽，所述孔蓋本體的中心處設有通孔，通孔內(nèi)設有定位環(huán)，所述定位環(huán)包括卡槽一和卡槽二，所述卡槽一的內(nèi)徑與電纜的直徑相配，所述卡槽二的內(nèi)徑與銅環(huán)的直徑相配。
【文檔編號】G01C9/02GK105973200SQ201610576955
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】鄭水華, 王甜, 廖占勇, 華濤, 李寧寧, 崔崗, 馬文鋒
【申請人】南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學研究院