CN208059856U - 基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置 - Google Patents
基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，属于隧道勘探领域。该装置包括激光测距测角仪、基点支架和悬挂支架；所述激光测距测角仪由内部安装单轴倾角传感器的激光测距仪构成，光测距测角仪固定在悬挂支架上，用于水平和竖直平面内的旋转；所述基点支架用于基准平面的安装调平。所述激光测距测角仪数量大于1。本实用新型通过激光测距传感器和单轴倾角传感器实施测出目标与基准平面距离的，利用公式实时计算出目标到基准平面的垂直距离，通过监测垂直距离的变化，获得目标点的竖向移动距离和移动速度，实现自动监测沉降。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道勘探领域，涉及基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置。
背景技术
隧道施工过程中的监控量测是目前隧道及地下工程施工安全保障的基本措施之一，其预警信息的准确信、及时性直接关系到隧道施工安全，长期以来隧道围岩变形监测采用人工监测的手段进行，从最初的水准仪、收敛计到目前的全站仪，以侧量人员的参与为主导。受人工监测的限制，隧道施工监测频率不够，数值分析不够及时，主观性和随意性较大。随着科技的进步，隧道施工监测的技术人员以及相关的科研人员也尝试着隧道施工安全的自动监测。然而这方面的进步相当缓慢，受传感器发展的影响，目前能够实现自动监测的项目只有应力应变类和围岩深部位移的测试，而至观重要的位移监测指标很难实现施工阶段自动监测，需要一种新的方法和手段来实现。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，通过激光测距传感器和单轴倾角传感器实施测出目标与基准平面距离的，利用公式实时计算出目标到基准平面的垂直距离，通过监测垂直距离的变化，获得目标点的竖向移动距离和移动速度，实现自动监测沉降。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，包括激光测距测角仪(11)、基点支架和悬挂支架；
所述激光测距测角仪(11)由内部安装单轴倾角传感器的激光测距仪构成，光测距测角仪(11)固定在悬挂支架上，用于水平和竖直平面内的旋转；
所述基点支架用于基准平面的安装调平。
所述激光测距测角仪(11)数量大于1。
进一步，所述悬挂支架包括吊装杆(8)、水平角度调整机构(9)和倾角调整机构(10)；
所述吊装杆(8)、水平角度调整机构(9)和倾角调整机构(10)按竖直方向由上至下依次连接；
所述吊装杆(8)为管套结构，用于沿某一方向伸缩，管套设有限位结构限制伸缩极限；
所述水平角度调整机构(9)包括正方形水平板和位于正方形水平板四角顶点的螺栓；
所述倾角调整机构(10)为轴旋转结构。
进一步，所述基点支架包括固定支架(1)、激光反光膜(2)、激光反光板(3)、调平机构(4)、调平手柄(5)、固定螺栓(6)和水平气泡(7)；
所述固定支架(1)与调平机构(4)固定连接，激光反光板(3)与调平机构(4)通过位于调平机构(4)两侧的固定螺栓(6)连接，并通过均匀分布在调平机构(4)各顶点的调平手柄(5)螺栓连接；
激光反光膜(2)紧贴于激光反光板(3)上，水平气泡(7)位于调平机构(4)上。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过激光测距传感器和单轴倾角传感器实施测出目标与基准平面距离的，利用公式实时计算出目标到基准平面的垂直距离，通过监测垂直距离的变化，获得目标点的竖向移动距离和移动速度，实现自动监测沉降，结构简单，成本低廉，便于实施推广。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为悬挂支架结构示意图；
图2为基点支架结构示意图；
图3为监测原理图；
图4为实际隧道测点及监测基准平面布置图。
附图标记：1-固定支架，2-激光反光膜，3-激光反光板，4-调平机构，5-调平手柄，6-固定螺栓，7-水平气泡，8-吊装杆，9-水平角度调整机构，10-倾角调整机构，11-激光测距测角仪。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，包括激光测距测角仪11、基点支架和悬挂支架；
激光测距测角仪11由内部安装单轴倾角传感器的激光测距仪构成，光测距测角仪11固定在悬挂支架上，用于水平和竖直平面内的旋转；
基点支架用于基准平面的安装调平。
如图2所示，悬挂支架包括吊装杆8、水平角度调整机构9和倾角调整机构10；
吊装杆8、水平角度调整机构9和倾角调整机构10按竖直方向由上至下依次连接；
吊装杆8为管套结构，用于沿某一方向伸缩，管套设有限位结构限制伸缩极限；
水平角度调整机构9包括正方形水平板和位于正方形水平板四角顶点的螺栓；
倾角调整机构10为轴旋转结构。
基点支架包括固定支架1、激光反光膜2、激光反光板3、调平机构4、调平手柄5、固定螺栓6和水平气泡7；
固定支架1与调平机构4固定连接，激光反光板3与调平机构4通过位于调平机构4两侧的固定螺栓6连接，并通过均匀分布在调平机构4各顶点的调平手柄5螺栓连接；
激光反光膜2紧贴于激光反光板3上，水平气泡7位于调平机构4上。
激光测距测角仪11数量大于1。
如图3所示，通过激光测距传感器和单轴倾角传感器实施测出目标与基准平面距离的，利用公式实时计算出目标到基准平面的垂直距离h1、h2，通过监测垂直距离的变化dh＝h2-h1，即dh＝L1*sinθ1-L2*sinθ2，获得目标点的竖向移动距离和移动速度，实现自动监测沉降。
如图4所示，调节隧道拱顶各监测点的激光测距测角传感器的激光方向和角度，使得激光测距(角)仪的激光打在监测基准平面上。将激光测距(角)仪与自动采集仪连接，并设定采集频率，实时输出输出距离和倾角数据，通过直角三角形测高原理的算法换算获得实时高程变化数据实现隧道沉降变形的自动化监测。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。
Claims (3)
1.基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，其特征在于：该装置包括激光测距测角仪(11)、基点支架和悬挂支架；
所述激光测距测角仪(11)由内部安装单轴倾角传感器的激光测距仪构成，光测距测角仪(11)固定在悬挂支架上，用于水平和竖直平面内的旋转；
所述基点支架用于基准平面的安装调平；
所述激光测距测角仪(11)数量大于1。
2.根据权利要求1所述的基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，其特征在于：所述悬挂支架包括吊装杆(8)、水平角度调整机构(9)和倾角调整机构(10)；
所述吊装杆(8)、水平角度调整机构(9)和倾角调整机构(10)按竖直方向由上至下依次连接；
所述吊装杆(8)为管套结构，用于沿某一方向伸缩，管套设有限位结构限制伸缩极限；
所述水平角度调整机构(9)包括正方形水平板和位于正方形水平板四角顶点的螺栓；
所述倾角调整机构(10)为轴旋转结构。
3.根据权利要求1所述的基于直角三角形原理的隧道沉降位移监测装置，其特征在于：所述基点支架包括固定支架(1)、激光反光膜(2)、激光反光板(3)、调平机构(4)、调平手柄(5)、固定螺栓(6)和水平气泡(7)；
所述固定支架(1)与调平机构(4)固定连接，激光反光板(3)与调平机构(4)通过位于调平机构(4)两侧的固定螺栓(6)连接，并通过均匀分布在调平机构(4)各顶点的调平手柄(5)螺栓连接；
激光反光膜(2)紧贴于激光反光板(3)上，水平气泡(7)位于调平机构(4)上。
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| CN (1) | CN208059856U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
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