专利名称：基于连通器原理的高智能沉降观测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于连通器原理的用于测量观测点与基准点之间相对沉降的高智能沉降观测系统，适用于大坝、路基、桥涵、隧道、边坡等工程的沉降变形观测。该系统分为手动和自动两种工作模式，处于自动工作模式时，可进行无线全自动组网观测。
背景技术：
目前，管路水压式沉降测量是通过观测点处安装的压力传感器感应从基准点到观测点整个管路的压力，换算成液体的高度，再与安装时的初始高度计算后得到观测点沉降量。这种测量方案受液体性能、气候、运行环境等因素的影响较大。如管道绕扭或挤压变形，液体随温度的膨胀、冷缩均会影响储液灌液位的高度，从而导致系统测量的不准确。要获得较精确的读数就必须人工参与，需要人工亲自到现场观测储液管液位高度来修正读数值。这样就增加了沉降观测的人工成本，同时也不便于测量对象的自动观测与管理。
发明内容为了克服现有管路水压式沉降测量受液体性能、气候、运行环境等因素影响较大的不足，本实用新型提供了一种高精度高智能沉降测量系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于连通器原理的高智能沉降观测系统，用于测量观测点(1)与基准点(2)之间相对沉降。在基准点(2)的储液灌下端安装带有半导体温度计的第一压力传感器(4)，在观测点(1)安装带有半导体温度计的第二压力传感器(3)，第二压力传感器(3)通过工作管路(7)与储液灌(5)连通，压力传感器通过导气管(9)连接到一起，末端接干燥管(10)与大气相通，压力传感器的电缆(8) 连接到旁边安装的带无线传输模块的数据收集器(6)。在上述高智能沉降测量系统中，所述第二压力传感器(3)带有半导体温度计，检测观测点至储液灌自由液面的压力及观测点环境温度；第一压力传感器(4)带有半导体温度计，检测基准点至储液灌自由液面的压力及基准点环境温度。在观测点与基准点之间高差不变前提下，当因管道变形等原因引起储液灌(5)的自由液面变化时，第二压力传感器
(3)与第一压力传感器(4)测量的压力值均发生相应变化，但二者的差值始终保持不变。因此，以不变的压力差值进行换算即可不用人工去修正读数。在上述高智能沉降测量系统中，所述数据收集器(6)收集观测点和基准点的压力值及温度值，其内置配套软件根据观测点和基准点的压差计算出观测点至基准点的高差， 并根据检测到的观测点和基准点环境温度修正高差，高差的相对变化值即为观测点所在位置相对基准点所在位置的沉降量；当需要进行野外多观测点自动观测时，可启动数据收集器中无线传输模块，实现远距离观测与管理观测点沉降。在上述高智能沉降测量系统中，所述干燥管(10)填充有干燥剂，一端与观测点和基准点传感器导气管相连，一端与大气相通。与现有技术相比，本系统不仅不易受到温度、运行环境等因素的影响，还通过温度补偿解决了气候对测量导致的误差，采用双模式工作机制，在大坝、路基、桥涵、隧道、边坡等施工时，可采用手动模式，直接通过读数仪读取数据，无需人工修正。在大坝、路基、桥涵、 隧道、边坡等投入使用后，可选用自动模式，通过无线传输组网观测与管理。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的构成及工作原理。图2为以路基填筑过程中测量地基沉降为例系统安装及获取初始值的示意图。图3为以路基填筑过程中测量地基沉降为例系统工作的示意图。图1中，1.观测点，2.基准点，3.第二压力传感器，4.第一压力传感器，5.储液灌， 6.数据收集器，7.工作管路，8.电缆，9.导气管，10.干燥管。图3中，11.地基，12.基底垫层，13.路基填土，14.基准桩。
具体实施方式
在图2中，观测点⑴安装在基底垫层(11)上，基准点⑵安装在路基外基准桩
(14)上，带有半导体温度计的第二压力传感器(3)和带有半导体温度计的第一压力传感器
(4)感应到的压力值及温度值传输到数收集器(6)，经计算后得到该观测点初始位置值，将作为以后观测的比较值。在图3中，观测点上方填土不断增加，填土自重荷载和其他外部荷载作用下引起地基沉降，观测点(1)随之沉降。数据收集器根据带有半导体温度计的第二压力传感器(3)和带有半导体温度计的第一压力传感器(4)感应的压力和温度，再结合初始值，计算出当前观测点(1)所处位置相对于基准点(2)所处位置的沉降量。再通过无线传输模块将数据发送到监控室，作为指导路基施工进程的依据。
权利要求1.一种基于连通器原理的高智能沉降观测系统，用于测量观测点(1)与基准点(2)之间相对沉降，其特征在于在基准点(2)的储液灌(5)下端安装带有半导体温度计的第一压力传感器(4)，在观测点(1)安装带有半导体温度计的第二压力传感器(3)，第二压力传感器(3)通过工作管路(7)与储液灌(5)连通，压力传感器通过导气管(9)连接到一起，末端接干燥管(10)与大气相通，压力传感器的电缆(8)连接到旁边安装的带无线传输模块的数据收集器(6)。
2.根据权利要求1所述的高智能沉降观测系统，其特征在于第二压力传感器(3)带有半导体温度计，检测观测点至储液灌自由液面的压力及观测点环境温度；第一压力传感器(4)带有半导体温度计，检测基准点至储液灌自由液面的压力及基准点环境温度。
3.根据权利要求1所述的高智能沉降观测系统，其特征在于数据收集器(6)收集观测点和基准点的压力值及温度值，根据观测点和基准点的压差计算出观测点至基准点的高差，并根据检测到的观测点和基准点环境温度修正高差，高差的相对变化值即为相对沉降值；数据收集器带无线传输模块，能实现无线传输。
4.根据权利要求1所述的高智能沉降观测系统，其特征在于干燥管(10)填充有干燥剂，一端与观测点和基准点传感器导气管相连，一端与大气相通。
专利摘要本实用新型提供了一种基于连通器原理的用于测量观测点与基准点之间相对沉降的高智能沉降观测系统。它解决了现有管路水压式沉降观测系统精度及观测与管理受液体性能、气候、运行环境等因素影响的问题。本沉降测量系统包含了基准点(2)和观测点(1)，在基准点(2)的储液灌(5)下端安装第一压力传感器(4)，在观测点(1)安装第二压力传感器(3)，第二压力传感器(3)通过工作管路(7)与储液灌(5)连通，压力传感器通过导气管(9)连接到一起，末端接干燥管(10)与大气相通，压力传感器的电缆(8)连接到旁边安装的带无线传输模块的数据收集器(6)，其收集观测点和基准点的压力值及温度值，经计算得到观测点所在位置相对基准点所在位置的精确沉降量。当需要进行野外多观测点自动观测时，可启动数据收集器中无线传输模块，实现远距离观测与管理观测点沉降。本系统采用宽温元器件，适用地域广。
文档编号G01C5/04GK202350780SQ201120210118
公开日2012年7月25日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者屈耀辉, 戴星, 汤世友, 潘玉芬, 熊治文, 王涛, 郑静 申请人:中铁西北科学研究院有限公司, 绵阳市奇石缘科技有限公司