專利名稱：隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)測(cè)隧道周邊表面位移的監(jiān)測(cè)裝置。屬隧道施工監(jiān)測(cè) 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
巴賽特收斂系統(tǒng)是目前可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)隧道周邊表面位移的自動(dòng)測(cè)量裝 置。由數(shù)據(jù)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理三部分組成。其數(shù)據(jù)測(cè)量部分由若干組 用長(zhǎng)、短桿件相互鉸接的電解質(zhì)傾角傳感器組成，使用時(shí)由一套首尾相互鉸接 的長(zhǎng)、短桿件繞待測(cè)斷面洞壁安裝，構(gòu)成一個(gè)環(huán)。其原理是，當(dāng)隧道周邊表面 發(fā)生位移后會(huì)帶動(dòng)長(zhǎng)短桿件轉(zhuǎn)動(dòng)，由傾角傳感器測(cè)出其轉(zhuǎn)角，并將該轉(zhuǎn)角信號(hào)
輸出給由一臺(tái)CR10擔(dān)任的數(shù)據(jù)采集控制器(MCU)。由CR10采集得到的數(shù)據(jù) 再傳送到置入有專用的處理程序的PC機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用這些轉(zhuǎn)角和連桿 長(zhǎng)度來(lái)推算隧道周邊表面位移。該系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是，測(cè)點(diǎn)易受施工開挖爆破 和施工機(jī)械的破壞或影響施工；為了減少對(duì)空間的占用，其長(zhǎng)桿的數(shù)量必須足 夠多，這同時(shí)會(huì)大大增加傳感器數(shù)量、周邊表面位移的累計(jì)誤差和成本費(fèi)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有隧道周邊表面位移監(jiān)測(cè)裝置存在的上述缺 點(diǎn)，提供一種隧道施工作業(yè)和表面位移監(jiān)測(cè)作業(yè)互不干涉的隧道周邊表面位移 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置。
本隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置由位移傳感器、與位移傳感器連接的數(shù) 據(jù)采集器和與數(shù)據(jù)采集器連接的數(shù)據(jù)處理器三部分組成，所述的位移傳感器為 光纖式位移傳感器，該光纖式位移傳感器由條形基板、沿條形基板的長(zhǎng)度方向 固設(shè)在基板的上、下表面上的光纖線所構(gòu)成。
使用時(shí)將此條形基板沿隧道斷面布置，每隔一定距離用膨脹螺栓把條形基 板固定在隧道周邊壁上。當(dāng)隧道周邊表面發(fā)生位移時(shí)，則會(huì)帶動(dòng)固定在隧道周 邊表面上的條形基板產(chǎn)生變形，條形基板的變形引起其上、下表面的光纖線發(fā) 生應(yīng)變。該光纖線的應(yīng)變值被光纖數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，并將這些應(yīng)變數(shù) 據(jù)保存或發(fā)送到光纖應(yīng)變數(shù)據(jù)處理器，由數(shù)據(jù)處理器將這些應(yīng)變值結(jié)合基板厚度經(jīng)專用的軟件程序進(jìn)行分析計(jì)算就可得到基板任意兩點(diǎn)之間相對(duì)位置的變化 值，基板各點(diǎn)的變化值就是與其接觸的隧道周邊的位移值。 與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
1，全部采用通訊光纖為測(cè)點(diǎn)元件和傳輸介質(zhì)，測(cè)點(diǎn)不易被破壞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 安裝方便，制造成本低；
2，能夠很好地實(shí)現(xiàn)施工隧道周邊表面位移的自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且隧道 施工作業(yè)和表面位移監(jiān)測(cè)作業(yè)互不干涉。
3,對(duì)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的磁場(chǎng)、震動(dòng)、水、風(fēng)、能見(jiàn)度、空氣中的微粒含量等測(cè)試
環(huán)境沒(méi)有限制要求?？骨_性強(qiáng)，適用面廣。既可用于鐵路、公路、水電、地 鐵、市政等的隧道及地下工程的周邊表面位移的施工監(jiān)測(cè)或運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)，也可用 于其它結(jié)構(gòu)物的表面相對(duì)位移的監(jiān)測(cè)。
本實(shí)用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實(shí)施例作更進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的內(nèi) 容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。


圖1是本監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是光纖式位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3是圖2的C-C視圖 圖4是圖2的B-B視圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置由位移傳感器9、與位移傳 感器連接的數(shù)據(jù)采集器7和與數(shù)據(jù)采集器7連接的數(shù)據(jù)處理器8三部分組成， 所述的位移傳感器為光纖式位移傳感器，參見(jiàn)圖2 4，該光纖式位移傳感器由 條形基板l、沿條形基板的長(zhǎng)度方向固設(shè)在基板的上、下表面上的光纖線2所構(gòu) 成。使用時(shí)將條形基板l沿隧道斷面布置，每隔一定距離用膨脹螺栓4、墊圈5 把基板固定在隧道周邊壁6上。光纖線2與光纖數(shù)據(jù)采集器7連接。光纖線2 可以用粘接劑粘接在條形基板上。當(dāng)然，也可以采用其它一些不影響光纖線的 正常應(yīng)變和傳輸信號(hào)的其它固定方式。
在光纖線的上面還可以遮護(hù)一層保護(hù)層3。保護(hù)層可以是橡膠薄片或塑料 片。還可以利用隧道施工過(guò)程中的向隧道表面噴涂的混凝土來(lái)形成光纖線的保 護(hù)層。光纖線可各布置兩條，上、下各留一條作為備用。
數(shù)據(jù)采集器7可選用美國(guó)Micron Optics公司的光纖應(yīng)變系統(tǒng)DiTeSt STA 200-C擔(dān)任，也可選用其它類似功能的光纖數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)處理器8可采用置 入有專用的軟件程序的工業(yè)控制器來(lái)?yè)?dān)任。也可以由計(jì)算機(jī)或服務(wù)器構(gòu)成監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)處理中心。可設(shè)置在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，或遠(yuǎn)離監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，通過(guò)有線或無(wú)線方 式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
權(quán)利要求1、隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，由位移傳感器、與位移傳感器連接的數(shù)據(jù)采集器和與數(shù)據(jù)采集器連接的數(shù)據(jù)處理器三部分組成，其特征是所述的位移傳感器為光纖式位移傳感器，該光纖式位移傳感器由條形基板、沿條形基板的長(zhǎng)度方向固設(shè)在基板的上、下表面上的光纖線所構(gòu)成。
2、 如權(quán)利要求l所述的隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是在所述 的光纖線上設(shè)有一保護(hù)層。
3、 如權(quán)利要求2所述的隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述的 保護(hù)層為橡膠薄片。
4、 如權(quán)利要求2所述的隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征是所述的 保護(hù)層為塑料片。
專利摘要隧道周邊表面位移實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，屬隧道施工監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。由位移傳感器、與位移傳感器連接的數(shù)據(jù)采集器和與數(shù)據(jù)采集器連接的數(shù)據(jù)處理器三部分組成，所述的位移傳感器為光纖式位移傳感器，該光纖式位移傳感器由條形基板、沿條形基板的長(zhǎng)度方向固設(shè)在基板的上、下表面上的光纖線所構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)是測(cè)點(diǎn)不易被破壞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；對(duì)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的磁場(chǎng)、震動(dòng)、水、風(fēng)、能見(jiàn)度、空氣中的微粒含量等測(cè)試環(huán)境沒(méi)有限制要求。除可用于鐵路、公路、水電、地鐵、市政等的隧道及地下工程的周邊表面位移的施工監(jiān)測(cè)或運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)，也可用于其它結(jié)構(gòu)物的表面相對(duì)位移監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01B11/02GK201311274SQ200820223360
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者伍曉軍, 劉玉勇, 詹顯軍, 陳禮偉 申請(qǐng)人:中鐵西南科學(xué)研究院有限公司