CN219956476U - 一种高精度新型裂缝观测仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高精度新型裂缝观测仪，涉及裂缝计量设备的技术领域，其包括伸缩尺，所述伸缩尺包括主尺和副尺，所述主尺于一端开设有供副尺沿长度方向穿设并滑移的滑移槽，所述主尺和所述副尺于相背离的两端分别转动连接于裂缝两侧的混凝土表面，所述副尺于侧壁沿长度方向设置有刻度以计量副尺相对主尺伸缩长度。本申请具有提高裂缝监测精度的效果。

Description

一种高精度新型裂缝观测仪

技术领域

本申请涉及裂缝计量设备的技术领域，尤其是涉及一种高精密新型裂缝观测仪。

背景技术

在土木工程领域，混凝土结构表面裂缝宽度是在结构检测过程中重点观测的一项指标，通过监测裂缝的发展情况可分析产生裂缝的原因以及裂缝对混凝土结构的影响，以及时采取有效的应对措施。

目前的混凝土裂缝监测中，对于竖直墙面混凝土结构的裂缝，技术人员主要通过在裂缝的左右两侧设定固定点，然后每次对两个固定点间的间距通过刻度尺等工具进行测量，根据两个固定点间的距离变化以评估裂缝变化情况，在成本较低的情况下实现对裂缝的监测。

由于每次测量过程中，为实现对裂缝同一位置进行监测，需要技术人员将测量工具对准固定点，而对准主要通过技术人员手动调节并目视判断，测量工具与固定点容易存在偏移，导致固定点间距测量存在误差，在测量过程中除读数误差外增加了对准导致的测量误差，导致裂缝变化情况的评估准确性降低，使得裂缝监测的精度降低。

实用新型内容

为了提高裂缝监测的精度，本申请提供一种高精度新型裂缝观测仪。

本申请提供的一种高精度新型裂缝观测仪，采用如下的技术方案：

一种高精度新型裂缝观测仪，包括伸缩尺，所述伸缩尺包括主尺和副尺，所述主尺于一端开设有供副尺沿长度方向穿设并滑移的滑移槽，所述主尺和所述副尺于相背离的两端分别转动连接于裂缝两侧的混凝土表面，所述副尺于侧壁沿长度方向设置有刻度以计量副尺相对主尺伸缩长度。

通过采用上述技术方案，通过将可相对滑移的主尺和副尺相背的两端与裂缝两侧的混凝土表面固定，可使主尺、副尺随裂缝变化而伸缩，以测量主尺和副尺转动连接的两端间距的变化量，相对于原本需手动对准裂缝两侧固定点进行测量的方式，可减小对准偏差引起的误差，提高裂缝监测的精度。

可选的，所述伸缩尺于背离混凝土表面一侧阻尼转动连接有转盘，所述转盘平行于混凝土表面设置且所述转盘于侧壁固定连接有水平尺，所述水平尺呈水平设置；

当所述主尺与副尺随混凝土移动时，所述水平尺转动至水平位置的转动角度即为主尺与副尺随混凝土表面移动而转动的角度。

通过采用上述技术方案，每次测量时均将转盘转动至水平尺水平位置，当主尺与副尺在随裂缝变化移动的过程中出现转动时，可将转盘转动至水平尺回到水平位置，水平尺转动的角度即为主尺与副尺随混凝土表面移动而转动的角度，由此可监测裂缝变化的方向，相对于原本仅监测两固定点间距变化可进一步监测裂缝的发展情况，提高裂缝监测的精度。

可选的，所述转盘于侧壁沿周向设置有圆周刻度，所述伸缩尺于侧壁靠近转盘处设置有标记线以用于指示转盘对应标记线的圆周刻度。

通过采用上述技术方案，通过转盘上的圆周刻度和伸缩尺上的标记线，可方便使用者标记转盘上对应标记线的刻度，以根据每次测量中转盘对应标记线的圆周刻度计算转盘相对上一次测量时的转动角度，减小技术人员通过其他角度测量工具进行角度测量时因对准造成的测量误差，进一步提高裂缝监测的精度。

可选的，所述转盘于背离混凝土表面一侧开设有控制槽，所述水平尺于两端分别固定连接于控制槽内侧壁。

通过采用上述技术方案，技术人员可通过扳动水平尺方便地转动转盘，且水平尺设置于控制槽内壁可减少外界碰撞对水平尺的磨损而影响，由此更好地保障裂缝监测的精度。

可选的，所述伸缩尺于背离混凝土表面一侧开设有安装槽，所述转盘阻尼转动连接于安装槽内，所述标记线为开设于安装槽内底面的沉槽，且所述转盘呈透明设置。

通过采用上述技术方案，通过将沉槽作为标记线，且沉槽开设于安装槽内，可减小外界对标记线的磨损，便于技术人员通过标记线标记转盘的转动角度，由此更好地保障裂缝监测的精度。

可选的，所述主尺于侧壁靠近副尺刻度处沿长度方向设置有分度刻度，所述副尺的刻度线间隔为1mm，当所述分度刻度的刻度线与副尺刻度线对准时，所述分度刻度线对应的刻度即为副尺伸长量的小数部分。

通过采用上述技术方案，通过主尺上的分度刻度对准副尺刻度线，可将副尺伸长量的测量精度达到小数部分，进一步提高副尺伸长量的测量精度，使裂缝监测精度进一步提高。

可选的，所述主尺于背离混凝土表面一侧固定连接有凸透镜，所述凸透镜设置于分度刻度处以用于放大分度刻度和副尺刻度。

通过采用上述技术方案，凸透镜可放大主尺的分度刻度部分，便于使用者通过凸透镜读取分度刻度与副尺刻度对准的刻度线，降低因刻度线位置接近而误读的可能性，且凸透镜可保护分度刻度线和副尺刻度线受外界磨损，更好地保障裂缝监测的精度。

可选的，所述滑移槽连通于主尺朝向混凝土表面一侧，所述主尺与所述副尺均抵接于混凝土表面。

通过采用上述技术方案，副尺滑移过程中抵接于混凝土表面，可减小因副尺与混凝土表面存在间隙而弯曲使伸出量加长的可能性，更好地保障裂缝监测的精度。

可选的，所述主尺于侧壁远离副尺处开设有用于穿设螺钉以限制主尺脱离混凝土表面的第一固定孔，所述副尺于侧壁远离主尺处开设有用于穿设螺钉以限制副尺脱离混凝土表面的第二固定孔。

通过采用上述技术方案，通过螺钉穿于第一固定孔和第二固定孔，可使主尺与副尺转动连接于混凝土表面，便于安装伸缩尺，且成本较低。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过将可相对滑移的主尺和副尺相背的两端与裂缝两侧的混凝土表面固定，可使主尺、副尺随裂缝变化而伸缩，以测量主尺和副尺转动连接的两端间距的变化量，相对于原本需手动对准裂缝两侧固定点进行测量的方式，可减小对准偏差引起的误差，提高裂缝监测的精度。

2.在每次测量中将转盘转动至水平尺恢复水平位置，可得到主尺与副尺随混凝土表面转动的角度，由此可监测裂缝变化的方向，相对于原本仅监测裂缝两侧固定点间距变化可进一步监测裂缝的发展情况，提高裂缝监测的精度。

3.主尺设置分度刻度可提高测量副尺伸出量的精度，凸透镜可放大分度刻度便于读数并在长期使用中减少刻度线的磨损，标记线设置于安装槽内可减小标记线受外界的磨损，更好地保障裂缝监测的精度。

附图说明

图1是本申请实施例中的高精度新型裂缝观测仪的整体示意图。

图2是本申请实施例中的主尺的整体示意图。

图3是图2中A-A方向的剖视图。

附图标记说明：1、伸缩尺；11、主尺；111、滑移槽；112、安装槽；113、标记线；114、分度刻度；115、第一固定孔；12、副尺；121、第二固定孔；2、转盘；21、控制槽；3、水平尺；4、凸透镜。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高精度新型裂缝观测仪。参照图1，高精度新型裂缝观测仪包括伸缩尺1，伸缩尺1包括主尺11和副尺12。主尺11于一端开设有供副尺12沿长度方向穿设并滑移的滑移槽111。主尺11和副尺12于相背离的两端分别转动连接于裂缝两侧的混凝土表面，副尺12于侧壁沿长度方向设置有刻度以计量副尺12相对主尺11伸缩长度。

其中，滑移槽111连通于主尺11朝向混凝土表面一侧，主尺11与副尺12均抵接于混凝土表面，以减小副尺12与混凝土表面的空隙，降低副尺12相对混凝土表面弯曲而使增大测量误差的可能性。

优选的，主尺11与副尺12均采用不锈钢或其他耐腐蚀的金属材料，在实现功能的同时，减少长期使用过程中外界影响产生的锈蚀以及磨损，更好地保障对裂缝的长期监测。副尺12刻度通过刻印设置在副尺12表面，减少副尺12相对主尺11伸缩过程中主尺11对副尺12磨损对副尺12刻度的影响。

其中，主尺11于侧壁远离副尺12处开设有第一固定孔115，副尺12于侧壁远离主尺11处开设有第二固定孔121。第一固定孔115和第二固定孔121均为光面孔，第一固定孔115和第二固定孔121均穿设有螺钉，且螺钉与裂缝两侧的混凝土表面固定。若裂缝两侧混凝土表面相对移动的方向与副尺12滑移方向存在夹角，则主尺11和副尺12相背的两端可随裂缝变化过程中混凝土表面移动而转动。螺钉可优选为膨胀螺栓，使主尺11和副尺12相背的两端位置固定更稳定。

优选的，在固定过程中，主尺11与副尺12沿垂直裂缝延伸的方向固定，若裂缝沿宽度方向开裂变化，则主尺11与副尺12相对滑动，副尺12相对主尺11的伸出量的变化量即为裂缝开裂的变化量。

参照图1和图2，主尺11于侧壁靠近副尺12刻度处沿长度方向刻有分度刻度114，副尺12的刻度线间隔为1mm。其中分度刻度114优选为刻度线间隔为0.98mm的50分度线，使主尺11与副尺12伸出量测量精度可达到0.02mm。当分度刻度114的刻度线与副尺12刻度线对准时，分度刻度114的刻度线对应的刻度即为副尺12伸长量的小数部分。主尺11上分度刻度114的使用原理与游标卡尺相类似，为现有技术，此处不再赘述。

结合图3，主尺11于背离混凝土表面一侧固定连接有凸透镜4，凸透镜4设置于分度刻度114处以用于放大分度刻度114和副尺12刻度。其中，凸透镜4采用平凸柱面透镜，柱面透镜的轴线方向平行于主尺11长度方向设置，以将沿主尺11长度方向排列的刻度线同等放大，便于使用者找到分度刻度114上对准副尺12刻度的刻度线进行读数。

参照图1和图2，主尺11于背离混凝土表面一侧远离副尺12处开设有安装槽112，安装槽112内阻尼转动连接有转盘2，转盘2平行于混凝土表面设置。其中转盘2于外圆周壁套设抵接有橡胶垫圈，转盘2通过橡胶垫圈与安装槽112内侧壁过盈配合，橡胶垫圈可增大转盘2转动的摩擦力实现转盘2的阻尼转动连接。

转盘2于背离混凝土表面一侧开设有控制槽21，控制槽21内固定连接有水平尺3，水平尺3于两端分别粘接于控制槽21内侧壁且水平尺3呈水平设置。

在每次测量时，水平尺3均转动至水平位置，当主尺11与副尺12随混凝土移动时，水平尺3转动至水平位置的转动角度即为主尺11与副尺12随混凝土表面移动而转动的角度，根据主尺11与副尺12转动的方向以及角度可得到裂缝两侧混凝土表面移动的方向。

转盘2于侧壁沿周向设置有圆周刻度，且转盘2呈透明设置，安装槽112内底面设置有标记线113以用于指示转盘2对应标记线113的圆周刻度，其中标记线113为长条形的沉槽。其中，转盘2采用透明的塑料材料，转盘2上的圆周刻度为有色油墨印刷而成，通过对应标记线113和转盘2上的圆周刻度，可得到转盘2对应的转动位置。

测量时，技术人员可记录将水平尺3转动至水平位置时刻度线对应的圆周刻度，根据当前的圆周刻度与之前记录的转盘2圆周刻度得到水平尺3的转动趋势进一步得到裂缝两侧墙体的相对移动方向。

举例来说，对于竖直墙面上的竖直裂缝，副尺12一端固定在左侧墙面上，主尺11一端固定在右侧墙面上。若测量时转盘2上的水平尺3的气泡位于左端，需将转盘2逆时针转动以恢复水平尺3水平，则说明主尺11和副尺12沿顺时针方向转动，裂缝右侧的墙面有随裂缝变化而相对左侧墙面向下移动的趋势。若测量时转盘2上的水平尺3的气泡位于右端，需将转盘2顺时针转动以恢复水平尺3水平，则说明主尺11和副尺12沿逆时针方向转动，裂缝左侧的墙面有随裂缝变化而相对右侧墙面向下移动的趋势。

本申请实施例一种高精度新型裂缝观测仪的使用步骤为：

1.先将副尺12拉伸出主尺11一定长度，并将主尺11和副尺12相对的两端通过螺钉固定于裂缝两侧的混凝土表面，且优选的，主尺11与副尺12的长度方向垂直于裂缝的延伸方向，记录副尺12相对主尺11的伸出量为l₀。

2.将转盘2转动至水平尺3沿水平设置，记录标示线对应的转盘2圆周刻度为a₀。

3.间隔一段时间后，记录副尺12相对主尺11的伸出量为l₁。

若转盘2上水平尺3保持水平，则将计算l₁与l₀的差值|l₁-l₀|作为第一固定孔115和第二固定孔121中心距的变化量，且中心距的变化量对应裂缝的宽度变化量，将裂缝的宽度方向作为裂缝的开裂方向。

若转盘2上的水平尺3倾斜，则转动转盘2至水平尺3恢复水平位置，记录标示线对应的转盘2圆周刻度为a₁，则转盘2转动的角度|a₁-a₀|即为主尺11和副尺12转动的角度。可通过转盘2转动方向得到裂缝两侧混凝土表面相对移动的方向。

计算l₁与l₀的差值|l₁-l₀|作为第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离的变化量。

进一步地，计算测量时副尺12相对主尺11的伸出量l₁，与副尺12零刻度线对准主尺11零刻度线时第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离s₀的和值l₁+s₀，即为测量时第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离。计算第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离与转盘2转动角度余弦值的乘积(l₁+s₀)cos(a₁-a₀)，即为第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离在裂缝宽度方向的投影长度。计算投影长度与初始固定时第一固定孔115与第二固定孔121的中心距离(l₀+s₀)的差值(l₁+s₀)cos(a₁-a₀)-(l₀+s₀)，即为裂缝相对初始固定时沿宽度方向的变化量，可进一步提高裂缝监测的测量精度。

本申请实施例一种高精度新型裂缝观测仪的实施原理为：

在使用过程中，将副尺12拉伸出主尺11一定长度，并将主尺11和副尺12相对的两端通过螺钉固定于裂缝两侧的竖直墙面，且优选的，主尺11与副尺12的长度方向垂直于裂缝的延伸方向，记录副尺12相对主尺11的伸出量。并将转盘2转动至水平尺3处于水平位置。

技术人员可定期对副尺12相对主尺11伸出量进行测量，在每次测量时转动转盘2使水平尺3恢复水平，并记录刻度线对应的圆周刻度。

通过副尺12相对主尺11伸出量的变化量以及转盘2转动的角度，可得到第一固定孔115和第二固定孔121中心距的变化量以及裂缝两侧混凝土表面相对移动的方向。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：包括伸缩尺(1)，所述伸缩尺(1)包括主尺(11)和副尺(12)，所述主尺(11)于一端开设有供副尺(12)沿长度方向穿设并滑移的滑移槽(111)，所述主尺(11)和所述副尺(12)于相背离的两端分别转动连接于裂缝两侧的混凝土表面，所述副尺(12)于侧壁沿长度方向设置有刻度以计量副尺(12)相对主尺(11)伸缩长度。

2.根据权利要求1所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述伸缩尺(1)于背离混凝土表面一侧阻尼转动连接有转盘(2)，所述转盘(2)平行于混凝土表面设置且所述转盘(2)于侧壁固定连接有水平尺(3)，所述水平尺(3)呈水平设置；

当所述主尺(11)与副尺(12)随混凝土移动时，所述水平尺(3)转动至水平位置的转动角度即为主尺(11)与副尺(12)随混凝土表面移动而转动的角度。

3.根据权利要求2所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述转盘(2)于侧壁沿周向设置有圆周刻度，所述伸缩尺(1)于侧壁靠近转盘(2)处设置有标记线(113)以用于指示转盘(2)对应标记线(113)的圆周刻度。

4.根据权利要求2所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述转盘(2)于背离混凝土表面一侧开设有控制槽(21)，所述水平尺(3)于两端分别固定连接于控制槽(21)内侧壁。

5.根据权利要求3所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述伸缩尺(1)于背离混凝土表面一侧开设有安装槽(112)，所述转盘(2)阻尼转动连接于安装槽(112)内，所述标记线(113)为开设于安装槽(112)内底面的沉槽，且所述转盘(2)呈透明设置。

6.根据权利要求1所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述主尺(11)于侧壁靠近副尺(12)刻度处沿长度方向设置有分度刻度(114)，所述副尺(12)的刻度线间隔为1mm，当所述分度刻度(114)的刻度线与副尺(12)刻度线对准时，所述分度刻度(114)线对应的刻度即为副尺(12)伸长量的小数部分。

7.根据权利要求6所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述主尺(11)于背离混凝土表面一侧固定连接有凸透镜(4)，所述凸透镜(4)设置于分度刻度(114)处以用于放大分度刻度(114)和副尺(12)刻度。

8.根据权利要求1所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述滑移槽(111)连通于主尺(11)朝向混凝土表面一侧，所述主尺(11)与所述副尺(12)均抵接于混凝土表面。

9.根据权利要求1所述的一种高精度新型裂缝观测仪，其特征在于：所述主尺(11)于侧壁远离副尺(12)处开设有用于穿设螺钉以限制主尺(11)脱离混凝土表面的第一固定孔(115)，所述副尺(12)于侧壁远离主尺(11)处开设有用于穿设螺钉以限制副尺(12)脱离混凝土表面的第二固定孔(121)。