CN115420255A - 一种埋入式地面沉降监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沉降检测装置技术领域，具体地说就是一种埋入式地面沉降监测装置，包括沉降管和沉降磁环，所述沉降磁环套接于沉降管外部，所述沉降管上设有贯穿的连接孔，所述沉降磁环上侧设有辅助连接组件，所述辅助连接组件包括连接套管和滑动杆，所述连接套管的底部与磁环的上表面固连，所述滑动杆与连接套管滑动连接，所述滑动杆与连接套管内部连接有压缩弹簧，所述滑动杆的上部设有连接杆，所述连接杆与连接孔配合连接。压缩弹簧给与沉降磁环一个向下的推力，以抵消沉降管给与沉降磁环的摩擦力、滑动杆与连接套管之间的摩擦力，使沉降磁环的移动只受周围土层的影响，提高沉降磁环位置变化的灵敏性，保障沉降监测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及沉降检测装置技术领域，具体地说就是一种埋入式地面沉降监测装置。
背景技术
地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动(或工程地质现象)，是目前世界各大城市的一个主要工程地质问题。它一般表现为区域性下沉和局部下沉两种形式，可引起建筑物倾斜，破坏地基的稳定性，滨海城市会造成海水倒灌，给生产和生活带来很大影响。
建筑施工中遇到软质地层，在软质地层上进行作业时，需要监测地面沉降情况，方便依据实际的沉降量作为控制施工进度、确定堆载卸载时间和评价地基处理效果的依据。通常使用的方法是磁环式沉降仪法，即用软尺沉降仪配合沉降管和沉降磁环监测软土地基分层沉降量。
而由于传统沉降管与沉降磁环接触紧密，在沉降磁环随土层沉降的过程中传统沉降管会对沉降磁环产生一个向上的摩擦力，传统沉降管对沉降磁环产生的摩擦力导致沉降磁环不能随土体同步沉降，从而导致土体分层沉降量的测量结果时常出现较大的误差，不能及时准确的反映被测土层的沉降量。
本发明要解决的技术问题是：因此，设计一种埋入式地面沉降监测装置，对沉降磁环进行定位安装的同时，能够对沉降磁环施加一个与沉降管所带来的摩擦力方向相反的力，使沉降磁环能够随周围涂层的沉降而下降，提高沉降监测的准确性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种埋入式地面沉降监测装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种埋入式地面沉降监测装置，包括沉降管和沉降磁环，所述沉降磁环套接于沉降管外部，所述沉降管上设有贯穿的连接孔，所述沉降磁环上侧设有辅助连接组件，所述辅助连接组件包括连接套管和滑动杆，所述连接套管的底部与磁环的上表面固连，所述滑动杆与连接套管滑动连接，所述滑动杆与连接套管内部连接有第一压缩弹簧，所述滑动杆的上部设有连接杆，所述连接杆与连接孔配合连接。
作为优化，若干个所述连接孔沿沉降管的长度方向间隔设置为若干个组，每组连接孔设置于沉降管的同一水平截面内，所述沉降管的内侧设有限位孔，所述限位孔与连接孔同轴心设置，所述限位孔内设有若干个限位组件。
作为优化，所述的沉降磁环的轴心处设有上下贯通的容纳孔，容纳孔用于连接沉降管，所述辅助连接组件设有若干个，若干个辅助连接组件呈轴心阵列设置于沉降磁环的上侧。
作为优化，所述的连接套管竖直设置，所述连接套管的底部为封口，连接套管的顶部为开口，所述连接套管的上部设有水平的连接腔，所述连接腔内部设有锁定组件，所述滑动杆的下部穿过连接套管的顶部开口设置于连接套管内部，所述滑动杆的底部设有距离传感器，所述滑动杆的中部设有锁定槽，锁定组件设置于锁定槽内；
所述滑动杆的顶部设有水平的连接管，连接管的两端均为开口，所述连接管与连接孔同轴心设置，所述连接杆与连接管滑动连接，所述连接杆与连接孔相邻的一端设有限位环槽，所述限位环槽用于容纳限位组件。
作为优化，所述的连接管内部直径大于连接管的端部开口直径，所述连接杆外部设有限位板，限位板与连接管内侧滑动连接，所述限位板与连接孔相对的一侧与连接管之间设有支撑弹簧，所述连接管内侧设有凹陷的供电滑槽，所述限位板的外侧设有供电触点，供电触点与供电滑槽滑动连接，所述供电滑槽与距离传感器通过线路连接。
作为优化，所述的限位孔的直径大于所述连接孔的直径，所述限位组件包括限位管、限位弹簧和限位球，所述限位管沿限位孔的直径方向设置，所述限位弹簧一端与限位管的内部固连，所述限位弹簧的另一端与限位球固连，所述限位球设置于限位管远离限位孔的一端，所述限位球的直径与限位弹簧的自然长度大于所述限位管的长度，所述限位弹簧的自然长度小于所述限位管的长度，所述限位环槽用于容纳限位球。
作为优化，所述锁定组件包括锁定杆、第一连接杆和第二连接杆，所述锁定杆设置于锁定槽内，所述第一连接杆与锁定杆之间固定连接，第一连接杆与锁定杆的连接处设有固定转轴，所述第二连接杆一端与第一连接杆的另一端转动连接，所述第二连接杆的另一端设有连接块，连接块与连接腔的内壁之间设有拉紧弹簧，所述第二连接杆与锁定杆平行设置，所述第一连接杆与第二连接杆和锁定杆垂直设置。
作为优化，所述的连接杆内部设有一端开口的安装槽，所述安装槽内部设有限位楔块，所述安装槽设置于限位环槽与限位板之间，所述限位楔块与限位环槽相邻的一侧上部朝向远离限位环槽的方向倾斜。
作为优化，还包括控制器和解锁磁铁，所述解锁磁铁的外径小于沉降管的内径，所述控制器与距离传感器通过线路连接。
本方案的有益效果是，一种埋入式地面沉降监测装置，具有以下有益之处：
在沉降磁环上侧设置辅助连接组件，辅助连接组件的连接杆能够与沉降管进行快速连接，连接完成后，将解锁磁块伸入到沉降管中，对锁定组件的连接块进行吸引，接触对滑动杆的锁定，第一压缩弹簧给与沉降磁环一个向下的推力，以抵消沉降管给与沉降磁环的摩擦力、滑动杆与连接套管之间的摩擦力，使沉降磁环的移动只受周围土层的影响，提高沉降磁环位置变化的灵敏性，保障沉降监测的准确性；
滑动杆与连接套管之间通过锁定组件进行锁定，方便对沉降磁环的安装，当锁定组件移开后，滑动杆与连接套管之间为滑动连接，当沉降磁环周围的涂层发生沉降时，滑动杆与连接套管之间不影响沉降磁环下沉，同时通过限位组件为距离传感器进行供电，可通过距离传感器对滑动杆与连接套管之间的距离进行检测，当连接套管与沉降磁环产生下沉时，距离传感器能够率先检测到连接套管的位置变化，方便后续监测的进行，以及对监测结果的佐证；
限位组件不仅能够对连接杆进行连接限位，防止连接杆从连接孔中脱落，同时能够与连接杆连接，实现对滑动杆内部距离传感器的供电；
通过锁定组件对滑动杆的位置进行锁定，当沉降管和沉降磁环安装完成后，通过连接块依次拉动第二连接杆、第一连接杆和锁定杆，实现对滑动杆的解封，无需人工对锁定组件的逐个解锁，锁定杆移开后，滑动杆在第一压缩弹簧的作用下向上移动，使锁定槽与锁定杆错开，接触锁定，操作简单，使用方便快捷。
附图说明
附图1为本发明的轴侧示意图。
附图2为本发明主视示意图。
附图3为本发明附图2的A-A部分剖切结构示意图。
附图4为本发明沉降磁环轴侧示意图。
附图5为本发明附图3的A部分放大结构示意图。
附图6为本发明附图4的B部分放大结构示意图。
附图7为本发明滑动杆轴侧示意图。
附图8为本发明滑动杆主视示意图。
附图9为本发明附图8的B-B剖切结构示意图。
其中，1、沉降管，2、沉降磁环，3、连接孔，4、连接套管，5、滑动杆，6、限位孔，7、容纳孔，8、连接腔，9、距离传感器，10、锁定槽，11、连接管，12、连接杆，13、限位环槽，14、限位板，15、支撑弹簧，16、供电滑槽，17、供电触点，18、限位管，19、限位弹簧，20、限位球，21、锁定杆，22、第一连接杆，23、第二连接杆，24、固定转轴，25、限位楔块,26、第一压缩弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1、5所示，一种埋入式地面沉降监测装置，包括沉降管1和沉降磁环2，所述沉降磁环2套接于沉降管1外部，所述沉降管1上设有贯穿的连接孔3，所述沉降磁环2上侧设有辅助连接组件，所述辅助连接组件包括连接套管4和滑动杆5，所述连接套管4的底部与磁环的上表面固连，所述滑动杆5与连接套管4滑动连接，所述滑动杆5与连接套管4内部连接有第一压缩弹簧26，所述滑动杆5的上部设有连接杆12，所述连接杆12与连接孔3配合连接。
如图3所示，若干个所述连接孔3沿沉降管1的长度方向间隔设置为若干个组，每组连接孔3设置于沉降管1的同一水平截面内，所述沉降管1的内侧设有限位孔6，所述限位孔6与连接孔3同轴心设置，所述限位孔6内设有若干个限位组件。
如图1、4所示，所述的沉降磁环2的轴心处设有上下贯通的容纳孔7，容纳孔7用于连接沉降管1，所述辅助连接组件设有若干个，若干个辅助连接组件呈轴心阵列设置于沉降磁环2的上侧。
如图5、9所示，所述的连接套管4竖直设置，所述连接套管4的底部为封口，连接套管4的顶部为开口，所述连接套管4的上部设有水平的连接腔8，所述连接腔8内部设有锁定组件，所述滑动杆5的下部穿过连接套管4的顶部开口设置于连接套管4内部，所述滑动杆5的底部设有距离传感器9，所述滑动杆5的中部设有锁定槽10，锁定组件设置于锁定槽10内；
如图6所示，所述滑动杆5的顶部设有水平的连接管11，连接管11的两端均为开口，所述连接管11与连接孔3同轴心设置，所述连接杆12与连接管11滑动连接，所述连接杆12与连接孔3相邻的一端设有限位环槽13，所述限位环槽13用于容纳限位组件。
如图5、图6所示，所述的连接管11内部直径大于连接管11的端部开口直径，所述连接杆12外部设有限位板14，限位板14与连接管11内侧滑动连接，所述限位板14与连接孔3相对的一侧与连接管11之间设有支撑弹簧15，所述连接管11内侧设有凹陷的供电滑槽16，所述限位板14的外侧设有供电触点17，供电触点17与供电滑槽16滑动连接，所述供电滑槽16与距离传感器9通过线路连接。
如图6所示，所述的限位孔6的直径大于所述连接孔3的直径，所述限位组件包括限位管18、限位弹簧19和限位球20，所述限位管18沿限位孔6的直径方向设置，所述限位弹簧19一端与限位管18的内部固连，所述限位弹簧19的另一端与限位球20固连，所述限位球20设置于限位管18远离限位孔6的一端，所述限位球20的直径与限位弹簧19的自然长度大于所述限位管18的长度，所述限位弹簧19的自然长度小于所述限位管18的长度，所述限位环槽13用于容纳限位球20。
如图9所示，所述锁定组件包括锁定杆21、第一连接杆22和第二连接杆23，所述锁定杆21设置于锁定槽10内，所述第一连接杆22与锁定杆21之间固定连接，第一连接杆22与锁定杆21的连接处设有固定转轴24，所述第二连接杆23一端与第一连接杆22的另一端转动连接，所述第二连接杆23的另一端设有连接块，连接块与连接腔8的内壁之间设有拉紧弹簧，所述第二连接杆23与锁定杆21平行设置，所述第一连接杆22与第二连接杆23和锁定杆21垂直设置。
如图5、图6所示，所述的连接杆12内部设有一端开口的安装槽，所述安装槽内部设有限位楔块25，所述安装槽设置于限位环槽13与限位板14之间，所述限位楔块25与限位环槽13相邻的一侧上部朝向远离限位环槽13的方向倾斜。
还包括控制器和解锁磁铁，所述解锁磁铁的外径小于沉降管1的内径，所述控制器与距离传感器9通过线路连接。
本方案中控制器的位置由工作人员作业时据实际情况进行设置，所述的控制器用于控制本方案内的所用的用电器件，包括但不限于传感器、电动机、伸缩杆、水泵、电磁阀、电热丝、热泵、显示屏、电脑输入设备、开关按钮、通信设备、灯、喇叭和麦克风；所述的控制器为英特尔处理器、AMD处理器、PLC控制器、ARM处理器或者单片机，与之配套使用的还包括主板、内存条、储存介质和供电电源，所述的供电电源为市电或锂电池；当具备显示屏时，还具备显示卡；关于控制器的运行原理，请参考清华大学出版社出版的《自动控制原理》、《微控制器原理及应用仿真案例》和《传感器原理与应用》，其他本领域书籍均可参考阅读；其他未提及的自动化控制和用电器件，均属于本领域技术人员所熟知的知识，在此不再赘述。
本方案中所使用的沉降磁环测量技术为现有技术。
使用方法：
该装置在具体使用时，将沉降管1的底部通过密封头密封，然后在待测软土地基中预埋沉降管1，预埋一段深度后，放下沉降磁环2；
将沉降磁环2上部的连接杆12推入到连接孔3和限位孔6内，限位楔块25进入到连接孔3中，在安装槽内部第二压缩弹簧的作用下向上弹起，防止连接杆12从连接孔3中撤回，通过限位球20卡入到限位环槽13中，对连接杆12的位置进行锁定；
沉降磁环2全部安装完成后，在牵引绳的拉动下，将解锁磁铁伸入到沉降管1中，通过解锁磁铁对连接块吸引，通过连接块拉动第二连接杆23、第一连接杆12和锁定杆21，使锁定杆21从锁定槽10中移出，在第一压缩弹簧26的作用下，连接套管4和沉降磁环2稍微向下移动，锁定槽10与连接腔8错开；
同时，距离传感器9检测到连接杆12与连接套管4之间的距离变化，确定解锁成功；
由于传统沉降管与沉降磁环接触紧密，在沉降磁环随土层沉降的过程中传统沉降管会对沉降磁环产生一个向上的摩擦力，传统沉降管对沉降磁环产生的摩擦力导致沉降磁环不能随土体同步沉降，从而导致土体分层沉降量的测量结果时常出现较大的误差，当软土地基下沉时，沉降磁环2随地基沿沉降管1向下相对运动，而沉降管1原地不动，此时沉降管1会对沉降磁环2产生一个向上的摩擦力，与此同时，第一压缩弹簧26一端连着固定不动的沉降管1，一端连着下沉的沉降磁环2，所以会释放压缩的弹力，向下顶沉降磁环2，从而抵消掉上述摩擦力抵消，使沉降磁环2能够随及时土层的沉降而沉降，反应灵敏；
沉降磁环2下降时，滑动杆5从连接套管4中脱出，不影响沉降磁环2的沉降；
通过软尺和沉降仪探头伸入到沉降管1中，通过沉降仪探头对沉降磁环的位置进行检测，工作人员及时记录沉降磁环的深度即可。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种埋入式地面沉降监测装置且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种埋入式地面沉降监测装置，包括沉降管和沉降磁环，所述沉降磁环套接于沉降管外部，其特征在于：所述沉降管上设有贯穿的连接孔，所述沉降磁环上侧设有辅助连接组件，所述辅助连接组件包括连接套管和滑动杆，所述连接套管的底部与磁环的上表面固连，所述滑动杆与连接套管滑动连接，所述滑动杆与连接套管内部连接有第一压缩弹簧，所述滑动杆的上部设有连接杆，所述连接杆与连接孔配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：若干个所述连接孔沿沉降管的长度方向间隔设置为若干个组，每组连接孔设置于沉降管的同一水平截面内，所述沉降管的内侧设有限位孔，所述限位孔与连接孔同轴心设置，所述限位孔内设有若干个限位组件。
3.根据权利要求2所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述的沉降磁环的轴心处设有上下贯通的容纳孔，容纳孔用于连接沉降管，所述辅助连接组件设有若干个，若干个辅助连接组件呈轴心阵列设置于沉降磁环的上侧。
4.根据权利要求3所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述的连接套管竖直设置，所述连接套管的底部为封口，连接套管的顶部为开口，所述连接套管的上部设有水平的连接腔，所述连接腔内部设有锁定组件，所述滑动杆的下部穿过连接套管的顶部开口设置于连接套管内部，所述滑动杆的底部设有距离传感器，所述滑动杆的中部设有锁定槽，锁定组件设置于锁定槽内；
所述滑动杆的顶部设有水平的连接管，连接管的两端均为开口，所述连接管与连接孔同轴心设置，所述连接杆与连接管滑动连接，所述连接杆与连接孔相邻的一端设有限位环槽，所述限位环槽用于容纳限位组件。
5.根据权利要求4所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述的连接管内部直径大于连接管的端部开口直径，所述连接杆外部设有限位板，限位板与连接管内侧滑动连接，所述限位板与连接孔相对的一侧与连接管之间设有支撑弹簧，所述连接管内侧设有凹陷的供电滑槽，所述限位板的外侧设有供电触点，供电触点与供电滑槽滑动连接，所述供电滑槽与距离传感器通过线路连接。
6.根据权利要求5所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述的限位孔的直径大于所述连接孔的直径，所述限位组件包括限位管、限位弹簧和限位球，所述限位管沿限位孔的直径方向设置，所述限位弹簧一端与限位管的内部固连，所述限位弹簧的另一端与限位球固连，所述限位球设置于限位管远离限位孔的一端，所述限位球的直径与限位弹簧的自然长度大于所述限位管的长度，所述限位弹簧的自然长度小于所述限位管的长度，所述限位环槽用于容纳限位球。
7.根据权利要求6所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述锁定组件包括锁定杆、第一连接杆和第二连接杆，所述锁定杆设置于锁定槽内，所述第一连接杆与锁定杆之间固定连接，第一连接杆与锁定杆的连接处设有固定转轴，所述第二连接杆一端与第一连接杆的另一端转动连接，所述第二连接杆的另一端设有连接块，连接块与连接腔的内壁之间设有拉紧弹簧，所述第二连接杆与锁定杆平行设置，所述第一连接杆与第二连接杆和锁定杆垂直设置。
8.根据权利要求7所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：所述的连接杆内部设有一端开口的安装槽，所述安装槽内部设有限位楔块，所述安装槽设置于限位环槽与限位板之间，所述限位楔块与限位环槽相邻的一侧上部朝向远离限位环槽的方向倾斜。
9.根据权利要求8所述的一种埋入式地面沉降监测装置，其特征在于：还包括控制器和解锁磁铁，所述解锁磁铁的外径小于沉降管的内径，所述控制器与距离传感器通过线路连接。
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