CN105258885B - 大坝内观磁惯导监测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大坝内观磁惯导监测***,在坝体内埋设有挠性检测管，在挠性检测管内设有沿挠性检测管行走的监测装置，在监测装置内设有三轴磁通门传感器和加速度计，在监测装置内还设有解算芯片。通过采用挠性检测管与带有三轴磁通门传感器和加速度计的监测装置的组合，能够提高监测精度，克服现有的光纤陀螺仪累计误差大，零漂误差难以补偿的问题，以几乎固定不变的地磁感线作为测量基准，提高整个监测装置得到的数据精度。与高精度的加速度计和其他设备的配合，能够进一步提高数据的测量精度，大幅降低工程成本。本发明对于挠性检测管挠度变形的精度可以达到1毫米。

Description

大坝内观磁惯导监测***

技术领域

本发明涉及土木与水利工程测量装置领域，特别是一种大坝内观磁惯导监测***。本发明尤其适用于各种类型的超高堆石坝，如心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝等工程的内观磁惯导监测，也可用于道路和桥梁等工程。

背景技术

随着水利工程的建设及发展，大坝安全监测这一领域已成为大坝建设不可或缺的一部分。大坝安全监测是了解大坝运行状态和状况的有效手段，同时也是保证财产安全和生命安全的重要手段。小巧简单、抗干扰能力强、耐久性好、精度高且测量范围广的监测仪器是大坝安全监测未来的发展趋势。

国内目前针对面板堆石坝体沉降，常采用水管式沉降仪观测，该方法是基于连通器的原理。在国内的众多土石坝和面板堆石坝沉降观测中，都有水管式沉降仪成功应用的实例。如天生桥一级水电站、水布垭水电站等大坝工程中都用到水管式沉降仪观测坝体内部沉降（弗莱塔斯，2000；李金凤，2006），在小浪底大坝中则使用钢弦式沉降计和沉降盘作为内部沉降监测体系（李珍，2004）。水管式沉降仪的观测原理简单，可操作性强，工程应用实践丰富，且结合现代传感技术可实现自动化检测。传统式沉降仪不足之处在于观测结果受气压、温度等环境因子的干扰影响较大，且沉降监测是点式观测，一个断面布置数量大概为4个/100米，对施工干扰很大，费用较贵。传统沉降仪存在一个致命性缺点，即耐久性问题，大坝安全与运行年数往往是成反比的，埋设在坝体内部的沉降仪在监测初期的运行效果一般较好，但在后期会出现仪器设备损坏而无法维修更新的问题，因为不可能为了维修或更换零部件而掏空坝体。如在小浪底大坝沉降监测中，沉降计因坝体沉降量超出仪器设定量程而致使其失效，失效率达70%，沉降盘因测斜管管体挤裂或弯曲变形造成管体不畅，使得82%的仪器无法进行正常的观测（李珍，2004）。

对于面板堆石坝而言，面板变形是坝体变形观测中最主要的一部分，面板变形的常规观测仪器为电平式测斜仪，它克服了机械式、力平衡式、液体静力式等探头式测斜仪在高水压和路线长的限制。在目前国内两大最高的面板堆石坝中，都使用的电平器观测面板变形，其中天生桥一级水电站中有三个观测断面60个点位布置了固定式测斜仪即电平器，电平器在观测初期的读数较准确（彭柏荣，2000）。在世界最高的水布垭面板堆石坝中，同样在三个断面布置了固定式倾斜仪，在最大断面0+212桩号共埋设了45支测斜仪观测面板变形。这种固定式倾斜仪克服了高水压的环境，结构简单、性能稳定、价格适宜（天生桥一级水电站总价在100万美元以下），并且安装方便，在初期读数准确（彭柏荣，2000）。但是电平器的电极受到电解作用和电解液性能变化等影响，仪器的长期稳定性不好，电解液渗漏和液体变质也会造成观测误差。在水布垭0+212断面，测斜仪损坏率为54%，且电解液倾斜仪（电平器）测值稳定性很差（黎佛林，2013）。固定式倾斜仪观测的是部分点位的倾角，平均密度为1个/10米，换算成面板挠度值误差较大，致命性缺点是无法对固定式倾斜仪进行维护和更新，使得连续观测存在困难，特别是坝体长期运行观测无法保证。

在新型观测方法及观测仪器方面，湖北清江水布垭工程建设公司的蔡德所等根据水布垭工程的实际情况，研发了光纤陀螺仪***观测面板挠度和坝体沉降，并申请了系列中国发明专利CN1558182，CN1558181，CN1940473，CN2681081。光纤陀螺***测量坝体沉降和面板挠度根据萨格纳克效应原理，当光纤陀螺相对惯性空间以转速Ω转动时，传播方向和转动方向一致的那束光将先于传播方向和转动方向不一致的那束光到达探测器，产生一非互易的光程差，转化为萨格纳克相移变化。利用光的干涉原理测出萨格纳克相移变化，可求出转速Ω的值，该值在光纤陀螺仪匀速运动状态下与面板挠度或坝体沉降成正比关系。若光纤陀螺相对惯性空间静止时，在光纤圈内两列沿相反方向传播的光波的光路相同，光程差为零，挠度值为零。该***连续成功应用于桂林思安江大坝（蔡德所，2006）、贵州董箐水电站（宋万石，2009）等水电工程中。该测量***克服了上述传统仪器的众多缺陷，实现了高精度、连续非点式的坝体沉降和面板变形观测，且仪器设备可实现更新维护，能保证变形的长期观测。但该套观测***属于集成高精度光纤陀螺，观测要求为低动态高精度，采用的闭环光纤陀螺仪成本很高，且累积误差较大。另外专利CN1558182，CN1558181中的牵引装置难以实现匀速运动，监测管道为高刚度的钢管和波纹管相连接，而钢管长6米，波纹管为0.3米，仅波纹管会随着坝体的变形而随之变形，而钢管段难以真实反映坝体实际变形；另外在仪器小型化方面亦存在不足，光纤陀螺仪监测装置的体积为0.8米×0.25米×0.25米（长×宽×高），使得监测管道内径须在0.3米~0.5米的范围，坝体结构的安全存在隐患的。因此坝体内部观测仪器必须往小型化、高精度和易维护的道路上前进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大坝内观磁惯导监测***，能够克服现有的光纤陀螺仪累积误差高，零漂误差难以补偿的缺陷，减少软件的复杂程度，尤其适用于心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝等各种类型的超高堆石坝工程的内观式监测，并能够大幅降低工程成本、提高监测精度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种大坝内观磁惯导监测***,在坝体内埋设有挠性检测管，在挠性检测管内设有沿挠性检测管行走的监测装置，在监测装置内设有三轴磁通门传感器和加速度计，在监测装置内还设有解算芯片。

优选的方案中，所述的加速度计为三轴加速度计，监测装置内还设有三轴微陀螺仪。

优选的方案中，所述的解算芯片用于实时计算三轴磁通门传感器所获得的数据，并以三轴加速度计的静态测量值作为速度校正参考值，以三轴微陀螺仪的角速率测量值作为角速率校正参考值。

优选的方案中，所述的的挠性检测管为多个互相连接的超高分子量聚乙烯管节，超高分子量聚乙烯管节的端头设有翻起的翻边，两个法兰圈压紧在两根超高分子量聚乙烯管节的翻边上，两个法兰圈之间通过螺栓连接；

在法兰圈的内侧设有用于容纳翻边的翻边阶台，在法兰圈的内圈外侧设有外弧口。

优选的方案中，超高分子量聚乙烯管节的端头之间设有密封圈，密封圈的内圈边缘设有牵引绳管悬挂孔；

牵引绳管穿过牵引绳管悬挂孔。

优选的方案中，所述的监测装置与牵引装置连接，牵引装置内设有由驱动装置驱动旋转的卷扬装置，牵引绳绕过卷扬装置，牵引绳与沿着挠性检测管行走的监测装置连接；

还包括可旋转的第一引导轮，牵引绳绕过第一引导轮，在第一引导轮的前、后设有包角导轮，以增大牵引绳在第一引导轮上的包角，在第一引导轮或卷扬装置设有绝对值光电编码器。

可选的方案中，所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的卷筒，卷扬装置为两组，一组卷扬装置的牵引绳与监测装置的尾部连接，另一组卷扬装置的牵引绳绕过位于挠性检测管底部的管底引导轮后与监测装置的头部连接。

进一步优选的方案中，所述的牵引绳内设有电源线和数据线；

所述的数据线与随着卷筒转动的无线数据发射装置连接；

所述的电源线通过可转动输电装置与输入电源连接。

另一可选的方案中，所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的主动轮，牵引绳绕过主动轮，牵引绳的一端与监测装置的尾部连接，牵引绳的另一端绕过位于挠性检测管底部的管底引导轮后与监测装置的头部连接；

所述的第一引导轮活动安装，并能沿着与牵引绳交叉的方向移动，在第一引导轮的轴上安装有连接杆，连接杆依次穿过固定支架和弹簧后与螺母连接。

优选的方案中，在挠性检测管的外壁或内壁间隔固定距离还设有电子标签，在监测装置上设有近场通讯读取器。

本发明提供的一种大坝内观磁惯导监测***，通过采用挠性检测管与带有三轴磁通门传感器和加速度计的监测装置的组合，能够提高监测精度，克服现有的光纤陀螺仪累计误差大，零漂误差难以补偿的问题，光纤陀螺仪由于零漂误差的影响，在较短的距离内，光纤陀螺仪能够获得精度较高的角速率，但是随着距离的延长，角速率的累加误差使积分结果与实际结果相差甚远，因此需要采用复杂的修正程序配合其他的测量装置进行修正。而在本发明中采用了三轴磁通门传感器测量挠度值，是以几乎固定不变的地磁感线作为测量基准。在一较小的区域地面上，地磁感线可认为是与地面平行的直线，参见图17中的OX轴，其在水平面内的磁感强度分量也是恒定的，即在这一区域上，地磁水平分量是一个大小方向恒定的矢量。每次测量均是以地磁感线为基准测量设备当前的转角与地磁感线的夹角，因此累积误差较小。随着三轴磁通门传感器的测量精度进一步提高，还能够进一步提高整个监测装置得到的数据精度。监测装置由自动控制的双向牵引装置驱动行走，在牵引装置设有定位监测装置位置的绝对值光电编码器，能够方便获取加速度计的静态输出值。

本发明中采用的带翻边的超高分子量聚乙烯管节以法兰的方式互相拼接的结构，能够以较高的精度随着面板堆石坝面板挠度变化、坝体内部沉降和水平位移而随之变形，且便于实现密封，挠性管节的内壁光滑，表面摩擦力小，耐腐蚀，便于沿着挠性监测管行走的监测装置获得关于面板堆石坝面板挠度变化、坝体内部沉降和水平位移的精确数据。本发明对于挠性检测管挠度变形的精度可以达到1毫米。

设置的电子标签与近场通讯读取器，电子标签自身不带电源，通过近场通讯读取器发送的无线信号激活并发送一段ID码，从而能够精确获得监测装置在挠性检测管内的位置，以校验牵引装置是否产生误差。在优选的方案中，通过在牵引绳内设置的电源线和数据线，能够实现电源和数据的实时传输，电源线和数据线分别采用无线和有线的传输方式，使电源和数据的实时传输更为可靠。本发明能够大幅降低工程成本至少50%。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中沿着坝体面板布置的挠性检测管的监测***示意图。

图3为本发明中水平布置在坝体中的挠性检测管的监测***示意图。

图4为本发明中水平布置在坝体中的挠性检测管的监测***另一种方案的示意图。

图5为本发明中挠性检测管上中继悬挂件的局部放大示意图。

图6为本发明中挠性检测管上中继悬挂件的横截面示意图。

图7为本发明中密封圈的横截面示意图。

图8为本发明中监测装置的横截面示意图。

图9为本发明中挠性检测管另一种方案的横截面示意图。

图10为本发明中牵引绳的横截面示意图。

图11为本发明中牵引绳与接入电源连接时的结构示意图。

图12为本发明中牵引绳与接入电源连接时的横截面示意图。

图13为本发明中第一引导轮的结构示意图。

图14为本发明中捷联解算的流程示意图。

图15为本发明的***测得的大坝挠度曲线。

图16为现有技术中的***测得的大坝挠度曲线。

图17为本发明的测量原理图。

图中：主动轮1，挠性检测管2，超高分子量聚乙烯管节21，翻边22，密封圈23，法兰圈24，翻边阶台25，外弧口26，牵引绳管悬挂孔27，中继悬挂件28，覆盖头281，梯形部282，中继悬挂孔283，牵引绳管29，牵引绳3，电源线31，数据线32，监测装置4，采集板401，三轴微陀螺仪402，三轴加速度计403，三轴磁通门传感器404，数据记录仪405，电源406，摄像头407，数据及充电接口408，缓冲装置409，牵引挂钩410，开关411，指示灯412，万向滚轮413，聚四氟乙烯支脚414，解算芯片415，近场通讯读取器416，重锤5，牵引装置6，卷筒61，无线数据发射装置611，转接盘612，固定输电筒613，输电槽614，输电滑块615，管底引导轮62，伺服电机63，阻尼器64，减速器65，第一引导轮7，包角导轮71，连接杆72，弹簧73，螺母74，固定支架75，压轮76，绝对值光电编码器8，坝体9，观测房10。

具体实施方式

一种大坝内观磁惯导监测***,在坝体9内埋设有挠性检测管2，在挠性检测管2内设有沿挠性检测管2行走的监测装置4，在监测装置4内设有三轴磁通门传感器404和加速度计，三轴磁通门传感器402和加速度计与采集板401连接。集板401与数据记录仪405连接。

采用本发明的装置中的三轴磁通门传感器402测得数据，配合加速度计403的数据得出挠性检测管2的挠度曲线，参见图15所示。与如图16中所示的采用现有技术测得的挠度曲线相比，采用本发明的装置测得挠度曲线明显能够反映出更多的细节变化。

三轴磁通门传感器402的参数为：

电源电压 直流10V～24V；

消耗电流 45mA；

磁力工具面角测量精度 ±1.0°；

磁力工具面角测量范围 0°～360°。

加速度计的参数为：

灵敏度2V/g、零点0V。

在监测装置4上还设有电源406、开关411和指示灯412。在监测装置4的头部设有摄像头407，以观察挠性检测管2内的状态。在监测装置4的头部还设有缓冲装置409，缓冲装置409优选采用橡胶块。以避免碰撞损坏设备。在监测装置4的头部和尾部设有牵引挂钩410，以和牵引装置连接。在监测装置4上还设有数据及充电接口408，用于传输数据和充电。

本例之前及之后中未描述的部分，与中国专利文献申请号：200410012677.3中的记载相同，此处不再赘述。

本例中采用的挠性检测管2与大坝的相容性较好，可以更加准确的反映出大坝的变形。优选的，挠性检测管2采用超高分子量聚乙烯材料。即分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。挠性检测管2的直径为200~299mm。较小的直径有利于更好的反映大坝的变形。

在监测装置4内还设有解算芯片415，本例中的解算芯片415设置在采集板401上。

所述的加速度计为三轴加速度计403监测装置4内还设有三轴微陀螺仪402。

所述的解算芯片415用于实时计算三轴磁通门传感器404所获得的数据，计算原理参见说明书附图17，并以三轴加速度计403的静态测量值作为速度校正参考值，以三轴微陀螺仪402的角速率测量值作为角速率校正参考值。由此方法，利用了三轴加速度计403和三轴微陀螺仪402，短时精度高的优势，也克服了三轴微陀螺仪，402，累积误差大的问题。

优选的方案如图2~7中，所述的的挠性检测管2为多个互相连接的超高分子量聚乙烯管节21，超高分子量聚乙烯管节21的端头设有翻起的翻边22，两个法兰圈24压紧在两根超高分子量聚乙烯管节21的翻边22上，两个法兰圈24之间通过螺栓连接；

在法兰圈24的内侧设有用于容纳翻边22的翻边阶台25，在法兰圈24的内圈外侧设有外弧口26。由此结构，当两个互相连接的超高分子量聚乙烯管节21在连接的部位变形时，法兰圈24不会对变形产生干涉。从而提高挠性检测管2的变形精度。各个超高分子量聚乙烯管节21之间可靠的互相连接。现有技术中的连接方式是先将各个管节之间套接，然后再焊接的连接方式，这种方式会在连接位置形成变厚的结构，变厚的部分不容易随着坝体的变形而随之变形，并且在连接的位置会形成错台，使连接位置的随动变形受到影响，相应整个挠性检测管2的随动变形精度受到影响。而如图2~4中所示的连接方式对挠性检测管2的随动变形影响较小，从而提高测量精度。

优选的方案中，挠性检测管2的直径为200~299mm。较小的直径能够更好的反映面板堆石坝面板挠度变化、坝体内部沉降和水平位移，从而提高监测的精度。

超高分子量聚乙烯材料，即分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯。该材料具有耐腐蚀、具有一定的挠性利于随动变形、成品表面光滑、表面摩擦力小，且易于加工的优点。

优选的方案如图2~4,7~8中，超高分子量聚乙烯管节21的端头之间设有密封圈23，由此结构，使整个挠性检测管2保持密封，便于穿过水下。密封圈23的内圈边缘设有牵引绳管悬挂孔27；

牵引绳管29穿过牵引绳管悬挂孔27。由此结构，对于如图3中的监测装置4两端牵引的方案，能够用于固定牵引绳管29，避免牵引绳3的下垂影响到监测装置4的运行。

优选的方案如图4~6中，还设有穿过超高分子量聚乙烯管节21的中继悬挂件28，中继悬挂件28上设有中继悬挂孔283。由于单根的超高分子量聚乙烯管节21长度通常达到6米，承载牵引绳的牵引绳管29容易下垂影响到监测装置4的运行，设置的中继悬挂件28能够对牵引绳管29形成支撑。中继悬挂件28也可以采用超高分子量聚乙烯材料，或其他耐腐蚀的材料制成。

中继悬挂件28的顶部设有覆盖头281，覆盖头281为整个中继悬挂件28最宽的位置，用于封住挠性管节21上的开孔，中继悬挂件28的中部设有梯形部282，用于固定中继悬挂件28的位置，并具有越拉越紧的效果，在中继悬挂件28的底部设有中继悬挂孔283，用于供牵引绳管29穿过。

另一优选的方案如图9中，所述的超高分子量聚乙烯管节21的内壁设有增厚部，在增厚部设有牵引绳孔。由此结构，便于牵引绳的安装。仅略微增加加工的难度。

优选的方案如图2~4中，所述的监测装置4与牵引装置6连接，牵引装置6内设有由驱动装置驱动旋转的卷扬装置，牵引绳3绕过卷扬装置，牵引绳3与沿着挠性检测管2行走的监测装置4连接；

还包括可旋转的第一引导轮7，牵引绳3绕过第一引导轮7，在第一引导轮7的前、后设有包角导轮71，以增大牵引绳3在第一引导轮7上的包角，本例中牵引绳3在第一引导轮7上的包角大于180°，由此结构，避免了牵引绳3在第一引导轮7上打滑，确保牵引绳3的移动与第一引导轮7的转动之间保持同步，进一步优选的，第一引导轮7的轮槽横截面采用“V”字形，当牵引绳3受到压力后，会与“V”字形的轮槽之间越压越紧。进一步优选的方案中，在第一引导轮7的上方还设有压轮76，如图13中所示。

在第一引导轮7或卷扬装置设有绝对值光电编码器8。绝对值光电编码器8与PLC或单片机连接，以获取第一引导轮7的转动圈数的数据并得出监测装置4的行走距离，从而得出监测装置4的位置，配合从监测装置4的晶振所获得的时间参数，从而得出监测装置4的行走速度。进一步的与监测装置4内置的单轴闭环光纤陀螺仪402或双轴加速度计403配合，能够测量得到埋设在大坝内或大坝面板的挠性检测管2的挠度值。通过绝对值光电编码器8反馈的精确数据，牵引装置6能够实现自动控制，尤其是能够自动控制监测装置4每行走一段距离后自动停止，以便监测装置4内的三轴加速度计403获得精确的静态输出值。

可选的方案如图2中，所述的挠性检测管2倾斜布置，所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的卷筒61，牵引绳3与监测装置4的尾部连接，在监测装置4的头部与重锤5连接。卷扬装置具体结构为：伺服电机63通过减速器65与卷筒61连接，减速器包括蜗轮减速器、齿轮减速器和皮带减速器，可以选用其中的一种或多种的组合。优选的在卷筒61或减速器的轴上还设有阻尼器64，本例中选用磁粉式阻尼器。使用时，由约5kg的重锤5和监测装置4自身的重量，使监测装置4沿着挠性检测管2向下滑动，牵引绳3带动第一引导轮7旋转，绝对值光电编码器8获得转动的数据。绝对值光电编码器8将运行速度反馈给PLC或单片机，由PLC或单片机控制阻尼器64提供适当的阻尼，从而使监测装置4沿着挠性检测管2匀速下降，根据绝对值光电编码器8测得的转动角和第一引导轮7的半径，测得监测装置4的行程及速度。到达挠性检测管2的底部后，伺服电机63启动，卷筒61将牵引绳3回收，伺服电机63的运行速度由绝对值光电编码器8反馈的数据进行控制，使监测装置4匀速提升，通过以上方式，监测装置4通过其内的单轴闭环光纤陀螺仪402与双轴加速度计403的配合测量得到挠性检测管2挠度变化。

另一可选的方案如图3中，所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的卷筒61，卷扬装置具体结构为：伺服电机63通过减速器65与卷筒61连接，减速器包括蜗轮减速器、齿轮减速器和皮带减速器，可以选用其中的一种或多种的组合。优选的在卷筒61或减速器的轴上还设有阻尼器64，本例中选用磁粉式阻尼器。

卷扬装置为两组，一组卷扬装置的牵引绳3与监测装置4的尾部连接，另一组卷扬装置的牵引绳3绕过位于挠性检测管2底部的管底引导轮62后与监测装置4的头部连接。

优选的方案如图2中，所述的第一引导轮7相应为两组，以获得更为精确的行程数据。绕过管底引导轮62的牵引绳需要从牵引绳管29内穿过，以免下垂的牵引绳3影响监测装置4的行走。一组卷扬装置牵引时，由相应的第一引导轮7上的绝对值光电编码器8监控速度，另一组的卷扬装置则通过有阻尼器64提供适当阻尼。使用时，首先由位于图3中上方的卷扬装置进行牵引，监测装置4向图3中的左端移动，在移动过程中由上方的卷扬装置根据绝对值光电编码器8的反馈控制行走速度。到达挠性检测管2的左端尽头时，停止一段时间，然后由下方的卷扬装置开始牵引，上方的卷扬装置则通过有阻尼器64提供适当阻尼，从而实现对于挠性检测管2的挠度测量。

对于测量数据的传输，有多种方式：1、是将数据保存在数据记录仪405内，当监测装置4从挠性检测管2内被引出后，从数据及充电接口408拷贝到测量的数据。

2、以无线的方式将数据实时发送至观测房3内的电脑。

第一种方式不能实时处理数据，效率较低。第二种方式受到现有技术的限制，例如无线信号发送的距离限制，监测装置4携带的电源容量的限制。

进一步优选的方案如图10~12中，所述的牵引绳3内设有电源线31和数据线32；

所述的数据线32与随着卷筒61转动的无线数据发射装置611连接；

所述的电源线31通过可转动输电装置与输入电源连接。

如图12，所述的可转动输电装置中，固定输电筒613内设有至少两条输电槽614，输电槽614之间互相绝缘，输电槽614内活动安装有输电滑块615并与输电滑块615之间形成电连接，输电滑块615与随着卷筒61转动的转接盘612固定连接，电源线31通过转接盘612分别与输电滑块615连接。由此结构，实现测量数据的实时传输，而几乎不受挠性检测管2长度的影响，且便于设置和数据传输精度高。监测装置4的电源供应也较为充足，不会出现蓄电池断电的情况。

采用将电源线以可转动输电环槽进行连接的方式，将电源经牵引绳输送至监测装置4。而对于数据线，由于数据信号输送要求较高，因此采用将数据线与随着卷筒转动的无线信号发射装置连接的方式，确保了无线信号输送的强度，也克服了转动的卷筒与固定的数据接收装置进行连接的问题。无线信号发射装置的电源也由可转动输电环槽提供。

另一可选的方案如图4中，所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的主动轮1，牵引绳3绕过主动轮1，牵引绳3的一端与监测装置4的尾部连接，牵引绳3的另一端绕过位于挠性检测管2底部的管底引导轮62后与监测装置4的头部连接；

所述的第一引导轮7活动安装，并能沿着与牵引绳3交叉的方向移动，与在第一引导轮7的轴上安装有连接杆72，连接杆72依次穿过固定支架75和弹簧73后与螺母74连接。

由此结构，利于将牵引绳3张紧。从而确保牵引绳与主动轮1之间不相对滑动。本例中优选的将绝对值光电编码器8安装在主动轮1上。

在监测装置4的底部设有球形万向滚轮413，由此结构，利于监测装置4的行走。

或者如图8、9中，在监测装置4的底部设有固定的聚四氟乙烯支脚414。由于挠性管节21的内壁摩擦力较小，因此采用固定的支脚有利于降低滚轮的转动对于高精度的光纤陀螺仪402的影响，从而进一步提高监测精度。

优选的方案如图15中，在挠性检测管2的外壁或内壁间隔固定距离还设有电子标签，在监测装置4上设有近场通讯读取器416。

本例中，在超高分子量聚乙烯管节21的翻边22的位置、挠性检测管2的外壁或内壁、或者法兰圈24内设置电子标签，电子标签在图中未示出，由于电子标签自身无需电源，由近场通讯读取器发送的讯号产生的电源生成数据，因此，能够确保长时间的有效，使用可靠。同时电子标签中存储的ID码数据，使监测装置4能够获得更精确的位于挠性检测管2的位置的数据。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大坝内观磁惯导监测***, 其特征是：在坝体（9）内埋设有挠性检测管（2），在挠性检测管（2）内设有沿挠性检测管（2）行走的监测装置（4），在监测装置（4）内设有三轴磁通门传感器（404）和加速度计，在监测装置（4）内还设有解算芯片（415）；

所述的挠性检测管（2）为多个互相连接的超高分子量聚乙烯管节（21），超高分子量聚乙烯管节（21）的端头设有翻起的翻边（22），两个法兰圈（24）压紧在两根超高分子量聚乙烯管节（21）的翻边（22）上，两个法兰圈（24）之间通过螺栓连接；

在法兰圈（24）的内侧设有用于容纳翻边（22）的翻边阶台（25），在法兰圈（24）的内圈外侧设有外弧口（26）；所述的监测装置（4）与牵引装置（6）连接，牵引装置（6）内设有由驱动装置驱动旋转的卷扬装置，牵引绳（3）绕过卷扬装置，牵引绳（3）与沿着挠性检测管（2）行走的监测装置（4）连接；

还包括可旋转的第一引导轮（7），牵引绳（3）绕过第一引导轮（7），在第一引导轮（7）的前、后设有包角导轮（71），以增大牵引绳（3）在第一引导轮（7）上的包角，在第一引导轮（7）或卷扬装置设有绝对值光电编码器（8）；

所述的牵引绳（3）内设有电源线（31）和数据线（32）；

所述的数据线（32）与随着卷筒（61）转动的无线数据发射装置（611）连接；

所述的电源线（31）通过可转动输电装置与输入电源连接。

2.根据权利要求1所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：所述的加速度计为三轴加速度计（403），监测装置（4）内还设有三轴微陀螺仪（402）。

3.根据权利要求2所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：所述的解算芯片（415）用于实时计算三轴磁通门传感器（404）所获得的数据，并以三轴加速度计（403）的静态测量值作为速度校正参考值，以三轴微陀螺仪（402）的角速率测量值作为角速率校正参考值。

4.根据权利要求1所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：超高分子量聚乙烯管节（21）的端头之间设有密封圈（23），密封圈（23）的内圈边缘设有牵引绳管悬挂孔（27）；

牵引绳管（29）穿过牵引绳管悬挂孔（27）。

5.根据权利要求1所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的卷筒（61），卷扬装置为两组，一组卷扬装置的牵引绳（3）与监测装置（4）的尾部连接，另一组卷扬装置的牵引绳（3）绕过位于挠性检测管（2）底部的管底引导轮（62）后与监测装置（4）的头部连接。

6.根据权利要求1所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：所述的卷扬装置为由驱动装置驱动旋转的主动轮（1），牵引绳（3）绕过主动轮（1），牵引绳（3）的一端与监测装置（4）的尾部连接，牵引绳（3）的另一端绕过位于挠性检测管（2）底部的管底引导轮（62）后与监测装置（4）的头部连接；

所述的第一引导轮（7）活动安装，并能沿着与牵引绳（3）交叉的方向移动，在第一引导轮（7）的轴上安装有连接杆（72），连接杆（72）依次穿过固定支架（75）和弹簧（73）后与螺母（74）连接。

7.根据权利要求1所述的大坝内观磁惯导监测***,其特征是：在挠性检测管（2）的外壁或内壁间隔固定距离还设有电子标签，在监测装置（4）上设有近场通讯读取器（416）。