专利名称：一种超声波测量地表沉降的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地质测量领域，特别是涉及一种超声波测量地表沉降的装置。
背景技术：
随着近年来经济的迅速发展，城市建设和地下水的大量开采引起了严重的地面沉降，这已经成为地质灾害之一，地面沉降现象已经受到政府部门的高度重视。地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象，地壳运动、开采矿藏或天然气、抽取地下水等均能引起地面沉降。局部地区地面沉降在短期内发生的较大变化，会对房屋、地下管道、道路、桥梁和水坝等产生严重的破坏作用，城市和工业区地面的持续下沉甚至会危及整个城市和工业区的安全。目前，地面沉降已经给国家和人民的生命财产安全造成了严重的损失，因此，进行地面沉降的监测和预报是十分必要的，也是非常有意义的。目前，地面沉降的监测方法主要有以下几种水准仪测量、GPS定位和全站仪测量等，其中，水准仪测量方法费时费力，有时还影响现场的施工工作，有时候由于现场条件所限制还难以实现；GPS定位和全站仪测量则受天气条件的限制，而且GPS定位系统数据处理量大，测量精度差。最主要的是目前所有的监测设备都不能做到实时在线监测，因此发明测量精度高、又能实时监测的装置和系统具有重要的意义。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种超声波测量地表沉降的装置，包括储液桶、储液桶底座、储液桶顶盖、储液桶注液口、连通管、 液体管道连通口、超声波探头、温度传感器、控制电路板等几部分。所述储液桶有储液桶底座、储液桶顶盖和储液桶注液口几个主要部分。所述多个储液桶、液体管道连通口和连通管道连接，构成一个密闭储液系统，然后通过储液桶注液口向系统装入液体，使液体通过连通管在各储液桶之间流动。进一步，所述储液桶底座的中心位置安装超声波探头，用来测量储液桶内液体的深度。进一步，所述储液桶底座上安装温度传感器，用来测量液体温度，并根据液体温度获得超声波的声速，从而精确计算出液体深度。进一步，所述储液桶顶盖安装控制电路板，控制电路板与超声波探头和温度传感器连接。每个装置的超声波探头测得的液体深度数据，温度传感器测量液体温度。所述控制电路板带有GPRS模块，将液体深度数据，液体温度数据传输到计算机管理中心，计算机管理中心的管理系统软件自动计算出每个点的沉降量。本实用新型结构简单、安装方便，测量精度高等特点，可以根据测量要求来改变量程。并且装置控制电路板带有GPRS模块，实现了测量数据的自动传输，实现了地表下沉数据智能化处理和无人值守。
图1是本实用新型的测量实施例结构示意图。参照图1，1.储液桶，11.储液桶底座，12.储液桶顶盖，13.储液桶注液口，2.连通管，3.液体管道连通口，4.液体，5.超声波探头，6.温度传感器，7.控制电路板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明图1中，首先制作储液桶(1)，储液桶(1)上包括储液桶底座(11)、储液桶顶盖和储液桶注液口(13)，并留有液体管道连通口(3)。使用时先向连通管( 注满液体 ，液体(4) 一般选用清水，在冬季可选用防冻液。下一步将连通管( 和液体管道连通
口(3)连接，这样所有储液桶(1)就和连通管( 连接成一个具有连通器结构的储液系统。 连接完后检查密封性，保证接口处都没有液体(4)渗出，通过储液桶注液口(1 向储液桶 (1)中继续注液体G)，使储液桶(1)中有的液体(4)有一定的深度，最后用海绵塞子将储液桶注液口(1 塞紧，这样做的目的是使储液桶(1)中的空气和大气流通，保持在相同的大气压，同时又能避免杂物掉入储液桶(1)中。图1中一共布置安装了 η个测点，每个测点都包括储液桶(1)、连通管O)、液体管道连通口( 、液体(4)、超声波探头( 、温度传感器(6)和控制电路板(7)。连通管(2)、 液体管道连通口( 与储液桶(1)相连接，它们内部的液体(4)相连通。超声波探头(5) 安装于储液桶(1)的储液桶底座(11)上的圆心部位，用于测量某一时刻的液体深度。温度传感器(6)也固定安装在储液桶(1)的储液桶底座(11)上，以保证充分没入液体中，为保证测量效果采用PT100钼金电阻温度计。控制电路板(7)安装于储液桶⑴的储液桶顶盖(1 上，并和超声波探头(5)、温度传感器(6)连接，读取并存储某一时刻的液体深度数据和该时刻的温度值，并通过控制电路板(7)的GPRS模块将这些数据传输到计算机管理中心，计算机管理中心的管理系统软件自动计算出每个点的沉降量图1中一共布置安装了 η个测点，一般将测点η安装在不出现地面沉降的地方， 如果有沉降也可以用水准仪来测量。这样，如果某一测点或某些测点发生了地面沉降，由于储液桶(1)内的空气压力都相等，因此连通系统内的液体(4)将发生流动，从而使储液桶(1)中的液体(4)液面发生变化，也就等于储液桶(1)的液体(4)深度发生了变化，这时超声波探头(5)就可测量出目前液体⑷的深度，再用各个测点的本次液体⑷深度测量值和上次液体(4)深度测量值相减，就得到该时刻的液体深度变化值，从而计算出各测点相对于测点η的沉降量。假设测点1、测点2、……、测点η的液体(4)深度分别是hsl、 hS2、……、hsn，则各测点相对于测点η的沉降量分别是hsi-hsn、hS2-hSn、……、0，如果用水准仪实测出了测点η的实际沉降量为，那么各测点的实际沉降量分别是(hSl-hSr^hn 沉)、(hs2-hsn+hnfft)、……、Qmfft)。这样就可以计算出各测点的实际沉降量。本装置还配备有蓄电池(图中未示出)，该蓄电池用于给超声波探头( 、温度传感器(6)和控制电路板(7)供电。其中，所述储液桶(1)、连通管位)、液体管道连通口 C3)的材料可选用塑料、不锈钢、PVC或有机玻璃等；所述超声波探头( 可以制作成一个独立的模块， 只需要通过四根线和控制电路板(7)连接，这样可以做到对超声波探头( 单独标定，从而保证了地面沉降量的精确计量，而且整个测量过程中是无人值守的，节省了大量的人力成本。
权利要求1.一种超声波测量地表沉降的装置，其特征在于，包括储液桶(1)、储液桶底座(11)、 储液桶顶盖(1 、储液桶注液口(π)、连通管(2)、液体管道连通口 C3)、液体(4)、超声波探头(5)、温度传感器(6)、控制电路板(7)等几部分，所述多个储液桶(1)、液体管道连通口 (3)和连通管( 连接，形成一个密闭储液系统，从而构成测量沉降的装置。
2.根据权利要求1所述的一种超声波测量地表沉降的装置，其特征在于，所述储液桶底座(11)的中心位置安装有超声波探头(5)。
3.根据权利要求1所述的一种超声波测量地表沉降的装置，其特征在于，所述储液桶底座(11)上安装有温度传感器(6)。
4.根据权利要求1所述的一种超声波测量地表沉降的装置，其特征在于，所述储液桶顶盖(12)上安装有控制电路板(7)，控制电路板(7)与超声波探头(5)和温度传感器(6) 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种超声波测量地表沉降的装置，包括储液桶、储液桶底座、储液桶顶盖，储液桶注液口、连通管、液体管道连通口、液体、超声波探头、温度传感器、控制电路板几个部分。所述的多个储液桶、液体管道连通口和连通管道连接，构成一个密闭储液系统，使液体在各储液桶之间流动，从而构成测量沉降的装置。每个装置的超声波探头和温度传感器，测量出测点的液体深度和液体温度再通过算法计算出地面沉降量。本实用新型结构简单、安装方便，测量精度高等特点，可以根据测量要求来改变量程。并且装置控制电路板带有GPRS模块，实现了测量数据的自动传输，实现了地表下沉数据智能化处理和无人值守。
文档编号G01C5/04GK202002643SQ201120068498
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者于荣波, 任兆忠, 吴自强, 岳建勋, 温向阳, 王兴昆, 蒋学茂 申请人:中国新兴保信建设总公司