一种阵列式多点位移计及结构物变形监测系统的制作方法

本发明涉及位移计，具体为一种阵列式多点位移计。

背景技术：

1、在水利水电、土木建筑工程中，对大体积混凝土结构和土石填筑体的内部位移进行长期、精确的监测至关重要，此类结构物在温度变化、收缩、徐变或地基沉降等因素作用下，易产生不均匀变形，甚至引发裂缝，威胁工程安全。

2、目前，该领域常用的监测设备主要有并列式多点位移计和电磁式沉降仪。并列式多点位移计在一个钻孔内设置多个测点，但测点数量有限（通常3-6个），间距较大，难以捕捉测线全长范围内的连续变形细节，无法精确判断裂缝产生的具体位置，电磁式沉降仪虽然可测量更多位置，但需人工操作，无法实现自动化实时监测，且测量精度相对较低。此外，结构物的变形通常是三维的，现有的轴向位移监测设备普遍无法同步测量结构物在位移过程中伴随发生的径向挠曲（即水平位移），若要获取径向位移信息，通常需要在附近另行钻孔安装测斜仪，这不仅增加了工程成本和施工复杂度，而且由于测点位置不同，数据融合分析存在困难，难以全面真实地反映结构物的整体变形状态。

3、因此，本领域迫切需要一种能够对长测线连续位移进行高精度、多测点、密间距、自动化监测，并能同步获取轴向和径向位移信息的一体化监测设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种阵列式多点位移计，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种阵列式多点位移计，由至少两个位移计单元通过机械结构与电气连接件首尾相接组成分布式监测阵列，所述位移计单元包括：

3、安装套管，构成所述位移计单元的主体结构；

4、位移传感器，所述位移传感器固定在安装套管内部上端，所述位移传感器的检测电路板上集成有三轴加速度传感器，用于同步测量所述位移计单元中轴线朝两个相互垂直的径向倾斜的角度；

5、测杆，所述测杆固定在位移传感器的活动拉杆下端；

6、以及数据主电缆，所述数据主电缆在安装套管内通长布置，其两端通过防水出线端口伸出安装套管外，并连接有电缆连接器，所述位移传感器的供电与数据信号线以并联方式挂接在所述数据主电缆上。

7、优选地，所述安装套管包括：

8、套管；

9、下端座，所述下端座滑动连接在套管下端外部；

10、以及上端座，所述上端座滑动连接在套管上端外部。

11、优选地，所述下端座与所述套管之间、所述上端座与所述套管之间均设置有二至四道防水密封圈。

12、优选地，所述位移传感器固定安装在上端座下端内部，所述位移传感器为磁栅位移传感器，所述测杆与下端座上端内部固定。

13、优选地，所述下端座的下端部外侧设置有用于与相邻位移计单元连接的第一法兰盘，最下端的所述第一法兰盘下端固定有堵板，所述下端座与第一法兰盘内部之间间隔有用于容纳所述电缆连接器的密封容腔，所述上端座的上端部外侧设置有用于与相邻位移计单元连接的第二法兰盘。

14、优选地，相邻两个所述位移计单元中，位于上方的位移计单元的所述下端座的第一法兰盘与位于下方的位移计单元的所述上端座的第二法兰盘通过紧固件及设置于其间的密封垫固定连接，且位于上方的位移计单元的所述电缆连接器与位于下方的位移计单元的所述电缆连接器在所述密封容腔内对接。

15、一种结构物变形监测系统，采用了如上述所述的阵列式多点位移计，该阵列式多点位移计被埋设于混凝土结构物或土石填筑体内，并通过所述数据主电缆与远程数据采集与分析系统通信连接。

16、本发明的有益效果如下：

17、1.本申请的多点位移计采用模块化设计，可以由多个这样的位移计单元串联组成测量阵列，相邻位移计通过法兰及密封垫连接，数据主电缆通过电缆连接器首尾相接，便于施工安装和扩展，从而实现对混凝土防渗心墙竖向变形、堆石坝面板轴向变形或土石填筑体沉降位移等大尺寸结构物的长区段连续轴向位移进行高精度、多测点、密间距、全区段的自动化监测，能精准捕捉全测线的变形分布情况，并进一步分析推断出可能的裂缝位置；

18、2.通过在位移传感器的检测电路板上集成三轴加速度传感器，使本申请的阵列式多点位移计可以同时测量轴线倾斜情况，根据轴线倾斜角度计算出测线的挠曲变形情况，不需要另外布设一列测斜仪；

19、3.通过一根首尾相接的数据主电缆给并联在主电缆上的多个位移传感器供电，并以轮询和等时间间隔双控触发模式对各位移传感器依次进行监测数据的采集和传输，单个传感器发生故障不影响其它传感器的数据采集和数据传输，且数据主电缆完全封闭在设备内部，不会因施工干扰导致破损，也大大避免或减少了外界环境因素的影响，安全性和可靠性高，有利于设备的长期存活和正常工作；

20、4.本发明的位移计采用不锈钢外壳、多层防水密封结构，具有优越的防水性能和耐腐蚀性能，可用于各种恶劣环境特别是高水压环境的连续位移的长期自动化监测。

1.一种阵列式多点位移计，其特征在于，由至少两个位移计单元（100）通过机械结构与电气连接件首尾相接组成分布式监测阵列，所述位移计单元（100）包括：

2.根据权利要求1所述的一种阵列式多点位移计，其特征在于，所述安装套管包括：

3.根据权利要求2所述的一种阵列式多点位移计，其特征在于，所述下端座（2）与所述套管（1）之间、所述上端座（3）与所述套管（1）之间均设置有二至四道防水密封圈（9）。

4.根据权利要求3所述的一种阵列式多点位移计，其特征在于，所述位移传感器（4）固定安装在上端座（3）下端内部，所述位移传感器（4）为磁栅位移传感器，所述测杆（5）与下端座（2）上端内部固定。

5.根据权利要求4所述的一种阵列式多点位移计，其特征在于，所述下端座（2）的下端部外侧设置有用于与相邻位移计单元（100）连接的第一法兰盘，最下端的所述第一法兰盘下端固定有堵板（8），所述下端座（2）与第一法兰盘内部之间间隔有用于容纳所述电缆连接器（7）的密封容腔，所述上端座（3）的上端部外侧设置有用于与相邻位移计单元（100）连接的第二法兰盘。

6.根据权利要求5所述的一种阵列式多点位移计，其特征在于，相邻两个所述位移计单元（100）中，位于上方的位移计单元（100）的所述下端座（2）的第一法兰盘与位于下方的位移计单元（100）的所述上端座（3）的第二法兰盘通过紧固件及设置于其间的密封垫（10）固定连接，且位于上方的位移计单元（100）的所述电缆连接器（7）与位于下方的位移计单元（100）的所述电缆连接器（7）在所述密封容腔内对接。

7.一种结构物变形监测系统，其特征在于，采用了如权利要求1-6中任意一项所述的阵列式多点位移计，该阵列式多点位移计被埋设于混凝土结构物或土石填筑体内，并通过所述数据主电缆（6）与远程数据采集与分析系统通信连接。