一种测斜管测扭装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于测斜管的测扭装置。


背景技术：

2.采用测斜管和测斜仪探头测量岩土深部水平位移，是土木工程监测常用的一种方法，其原理是：测斜仪探头沿测斜管的导槽上下移动，通过测斜仪探头内的传感器感应测斜管的倾斜，从而计算岩土体的水平位移。但是这种方法存在的问题如下：由于测斜管在安装过程中，有些测斜管会产生导槽非计划性偏转，有的偏转角度很大，导致测量结果反映出与实际位移方向不符，甚至是相反的变化，给人以误导或不可信。因此，在这种情况下，最好的办法是要测量测斜管导槽的偏转角度，进而修正测斜成果。目前，国内外有几种测量测斜管扭角的方法，如采用测量一定距离内的相对转角法，该技术代表的有英国岩土公司，它不受测斜管环境影响，只要探头能到达的测斜孔，它就能测量。但同时，这种仪器也有自身的限制，如本身有1.8m长，不适应大变形后的测斜管扭角探测，携带不方便，测量和计算繁琐，由于是逐节测量后的角度传递，存在累积误差较大，且价格较贵，国内不容易维护。还有一种是采用测量地磁通量原理，通过二向磁通量强度的不同，计算导槽方向，这种仪器体积较小，使用方便，但测角范围有限(
±
15
°
)，不尽能满足实际要求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种测斜管测扭装置，该装置使用方便、操作简单，测量精度可以满足测斜管测扭要求且没有角度范围限制，特别适应高边坡等偏远地区的测斜管导槽偏转角度测量。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种测斜管测扭装置，包括内部设有空腔的保护筒、竖直连接在所述保护筒上下端的中空管状导向杆、导轮组、指南针、度盘以及连接外部显示器的摄像头；所述指南针和所述度盘水平地设置在所述空腔底部，所述摄像头位于所述空腔上方且正对所述指南针；所述导轮组包括贯穿所述导向杆的导轮架、设置在所述导轮架两端的导轮以及位于所述导轮架中心的轴承；所述导向杆内还设有绕所述轴承设置的限位销和弹簧以控制所述导轮架轴线初始方向与水平方向呈夹角；所述导轮组为两组分别设置在上下两所述导向杆上，所述测扭装置通过带有刻度的钢丝绳悬吊。
6.进一步的，每组所述导轮组对应的所述限位销为两个，分别设置在所述导轮架的上下侧且与所述导向杆内壁相交的夹角处；所述弹簧支撑在所述导轮架的下侧以使得所述导轮密切处测斜管导槽和适应所述测斜管内径的小范围变化。
7.进一步的，所述摄像头通过吊装在所述空腔上部的镜头支架固定；所述摄像头的连接线缆穿过所述保护筒并沿着所述导向杆的内部连接至所述显示器。
8.进一步的，所述保护筒密封设置，所述线缆穿出处设有密封接头。
9.进一步的，所述钢丝绳表面沿长度方向间隔0.5m处、间隔1m处和间隔10m处设置不
同颜色的标识。
10.进一步的，所述线缆包括电源线和信号线；所述摄像头和所述显示器均连接有转换接头。
11.进一步的，所述保护筒上部的所述导向杆的上端开口处设有吊挂环，所述钢丝绳端部连接所述吊挂环。
12.进一步的，所述指南针外罩设有透明保护盒，所述测扭装置整体采用非铁材质。
13.进一步的，所述夹角为65
°
。
14.本技术方案采用传统罗盘配合摄像装置，不仅可以直接读取指南针所指的数字，而且制作和操作简单，同时测量精度可以满足测斜管测扭要求，没有角度范围限制，特别适应高边坡等偏远地区的测斜管导槽偏转角度测量。并且，保护筒上下两侧的导向杆可以拆装组装，运输携带方便，保护筒的上盖可以打开方便摄像装置的后期维护。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为图1的a-a剖视图。
17.图3为图1的b-b剖视图。
18.图4为图1的c-c剖视图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
20.参照附图。本实施例包括内部设有空腔的保护筒3、竖直连接在保护筒3上下端的中空管状导向杆4、导轮组、指南针1、度盘11以及通过线缆15连接外部显示器17的摄像头2。保护筒3优选为圆筒形，指南针1水平地设置在空腔底部且外部设有透明保护盒10以方便读取数值，度盘11居中组装在指南针1盒内且固定在保护盒10中。指南针1为磁针，度盘11优选为360
°
全圆周度盘11，刻度为1
°
。摄像头2通过吊装在空腔顶壁的镜头支架12固定；摄像头2正对指南针1上方，摄像头2的连接线缆15穿过保护筒3并沿着导向杆4的内部连接至外部显示器17，比如手机、pad或者电脑等。具体的，线缆15包括摄像头2信号线和电源线，必要时，摄像头2和显示器17均可以设置转换接头13和转换接头16。一方面，为了确保空腔内的设备维护，保护筒3上盖可开启。另一方面，为了防止外水渗入或脏物污染，保护筒3采用密封设置且线缆15穿出处设有密封接头14。保护筒3、导向杆4、导轮组及其他部件结构均采用非磁性材料制成。
21.导轮组为两组，分别对应设置在上下两导向杆4上。导轮组包括导轮架6、轴承7和导轮5、导轮架6斜向贯穿导向杆4且两端设有导轮5，轴承7连接导轮架6的中间位置和导向杆4从而导轮架6可以绕轴承7转动。导向杆4内部对应导轮架6的位置还设有围绕轴承7分布的限位销8和弹簧9。具体的，每组导轮组对应的限位销8为两个，分别设置在导轮架6的上下侧且与导向杆4内壁相交的夹角处；弹簧9支撑在导轮架6的下侧一方面配合限位销8使得导轮架6的轴线与水平线的最初夹角大约为65
°
，另一方面还使得导轮5可以密切处测斜管导槽和适应测斜管内径的小范围变化，导轮5能沿着测斜管导槽上下灵活滚动。
22.位于保护筒3上端的导向杆4顶部开口处设有吊环18，吊环18连接有钢丝绳。该钢
丝绳表面沿长度方向间隔0.5m处、间隔1m处和间隔10m处设置不同颜色的标识，操作时，以指南针1为0m起点测试。
23.本技术方案特别适应于非铁质环境的自然岩土、非衬砌环境的钻孔测斜管测扭。使用观测时可以直接感应了地磁方向，不存在测量累加效应，测量精度根据罗盘角度盘11的刻度直接读取。角度盘11也可以制作为刻度0.5
°
，因此测量读数至少可以精确到0.5
°
，以满足工程测斜管修正需要。具体使用方式如下：
24.(1)选择合适的摄像头2，配以电缆/网线转换器加长电缆，连接调试好摄像头2与接收端显示装置；
25.(2)将线缆15穿过保护筒3的上盖孔，并用密封接头14密封引出；
26.(3)将指南针1、度盘11安装固定于保护筒3底部，根据摄像头2与磁针的相对位置，调试安装和固定摄像头2，保证显示端清晰显示角度指示。
27.(4)采用直径2mm的钢丝绳，将钢丝绳与吊环18点相连接，以指南针1为0m起点位，用彩色热缩管以1m间隔作为标识，用以测量记录深度。
28.(5)将本装置的导轮置入测斜管一对导槽中，在孔口稳定一段时间，通过读数终端读取本测槽的方向角度数据，并记录；
29.(6)接着向孔内下放到间隔0.5m或1m、2m的位置，稳定后读取记录地磁方向角，并记录相应深度；依次直至到孔底，得到全孔不同位置的测槽方向上的地磁角度。
30.(7)将各测点的角度与孔口角度比较，得到各测点相对孔口处的偏转角度。也可以将装置换到另一垂直方向槽，依上述方式再观测和记录一次，取二向测角(相对孔口处的角度)的平均值作为测槽的相对偏转角。结合测斜仪测量结果并利用偏转角度计算各深度测点的水平位移矢量，从而得到测孔实际以孔口测槽方向相一致的二向水平位移，再叠加得到全孔位移。
31.应当指出，上述描述了本实用新型的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型范围的前提下本实用新型还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。