CN201348479Y - 一种标准位移发生器和位移监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种标准位移发生器，包括固定杆、滑动杆和旋转筒；所述固定杆与被测结构固定；所述滑动杆与所述测点连接；所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接。本实用新型中还公开了一种位移监测装置，包括可与被测结构相连接的测点，在所述测点与被测结构之间还包括：固定杆、滑动杆和旋转筒。通过使用上述的标准位移发生器和位移监测装置，使得可较真实地模拟待测结构的位移，并可准确地确定该位移监测装置的精度和可靠性，判断该位移监测装置的工作性能。

Description

一种标准位移发生器和位移监测装置

技术领域

本实用新型涉及工程结构试验技术领域，尤其是指一种标准位移发生器和位移监测装置。

背景技术

在工业与民用建筑领域，经常需要对各种类型的工程结构进行位移监测，而所用的监测方法也多种多样。其中，各种高耸、大跨度结构的建筑，例如，核电站安全壳、道路桥梁、大型工业厂房等，均属重要建筑，因此对于位移监测的精度和可靠性有着很高的要求。目前，在上述重要建筑上所使用的位移监测装置通常为张线法监测装置。通过使用该监测装置，可以把位于高空或远距离的建筑结构的位移变化传递到地面或者人们容易接近的相对固定的位置，然后对该相对固定的位置进行测量，并通过对该监测装置的控制，从而得到满意的测量结果。

图1所示为现有技术中张线法监测装置的结构示意图。如图1所示，一般来说，典型的张线法监测装置包括：测点11、张线12、定滑轮13、位移计14和重锤15。其中，测点11与被测结构10固定，定滑轮13和位移计14均分别通过连接装置(例如，支撑杆)固定于固定点16上，张线12的一端与测点11相连接，其另一端绕过定滑轮13并穿过位移计与重锤15相连接。根据上述监测装置的结构可知，当测点11所连接的被测结构10在图1所示的水平方向上发生位移时，穿过位移计14的张线12也将发生相应的位移，从而可通过位移计14监测到被测结构10所发生的位移。由于所述固定点16即为人们容易接近的相对固定的位置，因此，使用上述监测装置后，只需通过位移计14对穿过其中的张线12的位移进行监测，便可实现对所述被测结构10的位移监测。

在重大工程结构的位移测定过程中，在正式使用上述的位移监测装置之前，一般都需在实验室先进行联机调试及***模拟试验，从而确认该位移监测装置的精度和可靠性；而在工程现场进行正式试验前，也需再次检查并确认上述位移监测装置的工作性能。在进行上述的两次检查或试验时，一般均采用比对法来检查上述位移监测装置的精度和可靠性。所述比对法，即对于同一被测结构，同时使用两套位移监测装置，并通过比较上述两种位移监测装置所测得的数据的一致性来判断位移监测装置的精度和可靠性。

使用上述比对法，将不可避免地带来一些问题，例如：

1)比对法中所使用的两套位移监测装置的本身有可能存在测量误差，因此将所获得的两个测量数据直接进行比对，只能得到一个大致范围内的精度值，而无法精确地判断上述位移监测装置所能达到的测量精度。

2)在使用上述张线法监测装置进行检测时，由于位移计所输出的数值中还包括该装置将测点位移传递到位移计之前的传递误差，且位移计无法识别该传递误差，因此影响了该位移监测装置的测量精度。

综上可知，现有技术中的位移监测装置均无法准确地确定位移监测装置的精度和可靠性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的在于提供一种标准位移发生器和位移监测装置，从而可准确地确定位移监测装置的精度和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型实施例中的技术方案是这样实现的：

一种标准位移发生器，包括：固定杆、滑动杆和旋转筒；

所述固定杆与被测结构固定；所述滑动杆与所述测点连接；所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接。

一种位移监测装置，包括可与被测结构相连接的测点，在所述测点与被测结构之间还包括：固定杆、滑动杆和旋转筒；

所述固定杆与被测结构固定；所述滑动杆与所述测点连接；所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接。

综上可知，本实用新型提供了一种标准位移发生器和位移监测装置。由于所述的位移监测装置中包括了标准位移发生器，因此可准确地确定该位移监测装置的精度和可靠性，判断该位移监测装置的工作性能。

附图说明

图1所示为现有技术中张线法监测装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中位移监测装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中标准位移发生器的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中防止发生相对转动的套件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细地说明。

图2为本实用新型实施例中位移监测装置的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例中的位移监测装置包括：标准位移发生器21、测点11、张线12、定滑轮13、位移计14和重锤15。其中，标准位移发生器21的一端与被测结构10固定(例如，可通过焊接、螺栓或螺丝杆等固定方式进行固定)，而标准位移发生器21的另一端则与测点11连接(例如，标准位移发生器21可通过拳头螺丝与测点11连接)，或标准位移发生器21的另一端通过拳头螺丝直接与张线12连接，此时，所述拳头螺丝可作为测点11；定滑轮13和位移计14均分别通过连接装置(例如，支撑杆)固定于固定点16上，张线12的一端与测点11相连接，张线12的另一端绕过定滑轮13并穿过位移计14与重锤15相连接，所述重锤15在张线12的拉拽下悬空，使得张线12处于绷紧状态。

其中，在本实用新型的实施例中，使用了标准位移发生器。图3为本实用新型实施例中标准位移发生器的结构示意图。如图3所示，所述的标准位移发生器21包括：固定杆211、滑动杆212和旋转筒213。

其中，固定杆211与被测结构10固定(例如，可通过焊接、螺栓或螺丝杆等固定方式进行固定)，且该固定杆211的轴向为位移方向(例如，图2所示的水平方向)；滑动杆212与测点11连接(例如，滑动杆212可通过拳头螺丝与测点11连接)，且该滑动杆212的轴向为位移方向(例如，图2所示的水平方向)；固定杆211和滑动杆212分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹(即正、反扣螺纹)与旋转筒213连接，例如，在本实用新型的实施例中，当固定杆211通过其与旋转筒213的连接端的外表面上的左旋螺纹和旋转筒213一端的内壁上的螺纹与旋转筒213连接时，滑动杆212通过其与旋转筒213的连接端的外表面上的右旋螺纹和旋转筒213另一端的内壁上的螺纹与旋转筒213连接；或者，当固定杆211通过其与旋转筒213的连接端的外表面上的右旋螺纹和旋转筒213一端的内壁上的螺纹与旋转筒213连接，滑动杆212通过其与旋转筒213的连接端的外表面上的左旋螺纹和旋转筒213另一端的内壁上的螺纹与旋转筒213连接。上述两种旋转方向相反的螺纹(即左旋螺纹与右旋螺纹)的螺距不相等，因此存在螺距差。另外，固定杆211和滑动杆212之间还具有一防止发生相对转动的套件。例如，该套件可以由相互嵌合的滑键214和滑槽215构成。

图4为本实用新型实施例中防止发生相对转动的套件的结构示意图，其中，图4(a)为固定杆211的右视图，图4(b)为滑动杆212的左视图。如图4所示，固定杆211和滑动杆212均为圆形筒状结构，所述固定杆211的与旋转筒213连接的一端的内壁上还包括一个沿该固定杆轴向延伸的滑键214，而滑动杆212的内壁上则开有一个与滑键214相对应的滑槽215，且所述滑键214与所述滑槽215相互嵌合，使得当扭动旋转筒213时，滑动杆212相对于固定杆211只产生平动，而不会产生转动。同理，也可以是滑动杆212与旋转筒213连接的一端的内壁上还包括一个沿该滑动杆延展方向的滑键214，而固定杆211的内壁上则开有一个与滑键214相对应的滑槽215(图4中未示出)。在本实用新型的实施例中，所述滑键214和滑槽215的长度可以根据所述标准位移发生器的最大行程而预先进行设计。

另外，在本实用新型的实施例中，所述固定杆211可以是上述的圆形筒状结构，也可以是圆柱状结构；所述滑动杆212可以是上述的圆形筒状结构，也可以是圆柱状结构。

当所述固定杆211和滑动杆212中的一个为圆形筒状结构，而另一个为圆柱状结构时，例如，当固定杆211为圆形筒状结构而滑动杆212为圆柱状结构时，则该固定杆211上的滑键214(或滑槽215)的位置为该固定杆211与旋转筒213连接的一端的内壁上；而滑动杆212上的滑槽215(或滑键214)的位置与固定杆211上的滑键214(或滑槽215)的位置相对应。同理，当固定杆211为圆柱状结构而滑动杆212为圆形筒状结构时的情况可以依此类推，在此不再赘述。

此外，在本实用新型的实施例中，上述的固定杆211和滑动杆212还可以均为圆柱状结构。此时，所述固定杆211的与旋转筒213连接的一端上还包括一个沿该固定杆轴向延伸的滑键214，而滑动杆212上的与所述滑键214的对应位置上则开有一个与滑键214相对应的滑槽215，且所述滑键214与所述滑槽215相互嵌合；或者，也可以是滑动杆212的与旋转筒213连接的一端上还包括一个沿该滑动杆延展方向的滑键214，而固定杆211上的与所述滑键214的对应位置上则开有一个与滑键214相对应的滑槽215。此时，所述的滑键214可以位于固定杆211(或滑动杆212)与旋转筒213连接的一端上的任意位置(例如，中心位置)。

根据上述的标准位移发生器可知，当旋转筒213旋转1周时，则滑动杆212将相对于固定杆211沿所述固定杆211的延伸方向(即旋转筒213的轴向)移动1个螺距差。因此，可在所述旋转筒213的一端(例如，靠近固定杆211的一端或靠近滑动杆212的一端)的圆周上刻上n格的等分刻度，则每两个刻度之间的间距代表1/n的螺距差，例如，如果刻上100格的等分刻度，则每两个刻度之间的间距代表1/100的螺距差。此外，滑动杆212的外表面上还包括一标尺(图3中未示出)，该标尺用于测度旋转筒213的转动圈数，因此该标尺的刻度间距等于滑动杆212外表面的螺距，该螺距等于滑动杆212与旋转筒213之间用于连接的螺纹的螺距。该标尺可以刻在滑动杆212的外表面上，或通过其它方式固定在滑动杆212的外表面上。

因此，根据本实用新型实施例中的上述位移监测装置的结构可知，当需要对该位移监测装置的精度和可靠性进行检测时，可将上述位移监测装置安装在某一固定的待测结构上。在进行检测时，该待测结构并不需要产生位移，而只需通过旋转上述位移监测装置中的标准位移发生器中的旋转筒，即可较真实地模拟上述待测结构的位移，并可通过读取旋转筒上的等分刻度的读数以及滑动杆上的标尺的读数，获得该模拟位移的精确值；然后，将该模拟位移的精确值与上述位移监测装置中的位移计所测得的数据进行比较，从而可准确地确定该位移监测装置的精度和可靠性，判断该位移监测装置的工作性能。在实际应用环境下，可将上述位移监测装置直接安装在待测结构上，从而可较真实地模拟该待测结构的位移；此外，在使用上述位移监测装置对待测结构进行监测时，可使用标准位移发生器模拟精确度较高的位移，因此，还可通过比对标准位移发生器所模拟的位移以及位移计所测得的位移，从而可获得该位移监测装置将待测结构的位移传递到位移计之前的传递误差，提高该位移监测装置的测量精度。

另外，在本实用新型的实施例中，上述标准位移发生器的各个部件均可选用温度线膨胀系数小、滑动性好的材料制成。较佳的，可使用铟钢制造上述部件；一般情况下，可使用62黄铜或钢材制造上述部件；而由于铝材的膨胀系数较大，因此通常情况下不使用铝材制造上述部件。

在本实用新型的实施例中，所述的固定杆211、滑动杆212、旋转筒213和滑键214均可选用62黄铜制造，旋转筒213外表面采用直纹滚花，且所述标准位移发生器21的最大行程均可根据实际应用的需要而预先设计。例如，该标准位移发生器21可以有如下表所示的两种规格：

表1

由此可知，在实际应用情况中，上述的螺距差以及最大行程均可根据实际情况而设计，从而可更好地、更灵活地满足实际需要。

此外，在本实用新型的实施例中，上述的两种旋转方向相反的螺纹均可使用精密螺纹加工技术制造，并经过计量检定后使用，因此可使得所形成的螺纹具有较高的精度，从而可大大提高上述位移监测装置的精度和可靠性。

综上可知，在本实用新型的实施例中提供了一种标准位移发生器和位移监测装置。由于该位移监测装置中使用了一种标准位移发生器，因此可较真实地模拟待测结构的位移，并得到该模拟位移的精确值，然后可通过将该模拟位移的精确值与上述位移监测装置中的位移计所测得的数据进行比较，从而准确地确定该位移监测装置的精度和可靠性，判断该位移监测装置的工作性能，实现对测量***的全面检查与确认。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种标准位移发生器，其特征在于，所述位标准位移发生器包括：固定杆、滑动杆和旋转筒；

所述固定杆与被测结构固定；所述滑动杆与所述测点连接；所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接。

2、根据权利要求1所述的标准位移发生器，其特征在于：

所述固定杆和所述滑动杆之间具有一防止发生相对转动的套件。

3、根据权利要求2所述的标准位移发生器，其特征在于，所述固定杆和所述滑动杆之间具有一防止发生相对转动的套件包括：

所述固定杆的与所述旋转筒连接的一端具有一沿该固定杆延伸方向的滑键，所述滑动杆为圆形筒状结构，且所述滑动杆的内壁上开有一与所述滑键相对应的滑槽，所述滑键与所述滑槽相互嵌合。

4、根据权利要求2所述的标准位移发生器，其特征在于，所述固定杆和所述滑动杆之间具有一防止发生相对转动的套件包括：

所述滑动杆的与所述旋转筒连接的一端的内壁上具有一沿该滑动杆延伸方向的滑键，所述固定杆为圆形筒状结构，且所述固定杆的内壁上开有一与所述滑键相对应的滑槽，所述滑键与所述滑槽相互嵌合。

5、根据权利要求1或2中任一项所述的标准位移发生器，其特征在于：

所述固定杆为圆形筒状结构或圆柱状结构；所述滑动杆为圆形筒状结构或圆柱状结构。

6、根据权利要求1所述的标准位移发生器，其特征在于，所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接包括：

所述固定杆通过其与所述旋转筒的连接端的外表面上的左旋螺纹和所述旋转筒一端的内壁上的螺纹与所述旋转筒连接；所述滑动杆通过其与所述旋转筒的连接端的外表面上的右旋螺纹和所述旋转筒另一端的内壁上的螺纹与所述旋转筒连接；所述左旋螺纹与右旋螺纹的螺距不相等；

或者，所述固定杆通过其与所述旋转筒的连接端的外表面上的右旋螺纹和所述旋转筒一端的内壁上的螺纹与所述旋转筒连接，所述滑动杆通过其与所述旋转筒的连接端的外表面上的左旋螺纹和所述旋转筒另一端的内壁上的螺纹与所述旋转筒连接；所述左旋螺纹与右旋螺纹的螺距不相等。

7、根据权利要求1所述的标准位移发生器，其特征在于：

所述旋转筒的一端的圆周上刻有等分刻度；所述滑动杆的外表面上还包括用于测度所述旋转筒的转动圈数的标尺。

8、根据权利要求1所述的标准位移发生器，其特征在于：

所述标准位移发生器选用铟钢或62黄铜制成。

9、一种位移监测装置，包括可与被测结构相连接的测点，其特征在于，在所述测点与被测结构之间还包括：固定杆、滑动杆和旋转筒；

所述固定杆与被测结构固定；所述滑动杆与所述测点连接；所述固定杆和所述滑动杆分别通过两种旋转方向相反且螺距不相等的螺纹与所述旋转筒连接。

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