本發(fā)明主要涉及到應用于工程的檢測和監(jiān)測設備領(lǐng)域，特指一種用于測量工程結(jié)構(gòu)體垂直位移變化的方法及裝置。

背景技術(shù)：
靜力水準儀是用于測量基礎(chǔ)和建筑物各個測點的相對沉降的通用傳感器，廣泛應用于路基沉降、橋梁擾度、水電站廠、壩、高層建筑物等各測點不均勻沉降和線性變化的測量。隨著基礎(chǔ)建設的蓬勃發(fā)展和建設技術(shù)的不斷提高，對檢測傳感器的要求也不斷提高。目前市場上的靜力水準儀總類繁多，但普遍采用電感調(diào)頻原理設計制造。這類傳統(tǒng)的傳感器尺寸較大，量程短、測量精度差，溫度和環(huán)境影響大，安裝空間要求高，遠遠滿足不了大跨徑橋梁、高鐵路基、水利大壩等結(jié)構(gòu)的實際測量應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)小巧輕便、安裝便捷、測試簡單、測試精度高且長期穩(wěn)定可靠的垂直變形檢測方法及裝置，可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)的測量應用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種垂直變形檢測方法，在測點位置處安裝一個盛裝有液體的部件，當測點位置處的垂直位移發(fā)生改變時，液體的液位會發(fā)生改變；對液體的液位進行檢測，轉(zhuǎn)換為檢測點的垂直位移該變量。作為本發(fā)明方法的進一步改進：在液體內(nèi)設置一個浮動件，利用浮動件在液體內(nèi)位置的改變來計算得到液位的改變，進而轉(zhuǎn)換為檢測點的垂直位移該變量本發(fā)明進一步提供一種垂直變形檢測裝置，包括腔體、傳導系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述腔體內(nèi)填充有液體介質(zhì)，所述傳導系統(tǒng)包括浮筒、測桿、限位裝置和傾角感應器，所述浮筒浮在液體介質(zhì)內(nèi)，所述測桿的一端與浮筒相連，另一端鉸接于限位裝置上并與傾角感應器相連；所述浮筒跟隨液位變化，帶動測桿繞鉸接點旋轉(zhuǎn)，所述傾角感應器感應角度的變化并輸出相應的電信號，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)電信號得到出測點的垂直位移變化量。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述腔體上設置有水管接頭，所述腔體通過水管接頭與其他傾角式靜力水準儀的腔體形成連通狀，以組成靜力水準測試系統(tǒng)。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述腔體上部留有通氣孔以保證腔體與大氣相通。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述腔體的一個面上嵌入透明的標準刻度尺，用以觀測腔體內(nèi)液體介質(zhì)的高度。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述傾角感應器為差分式傾角芯片，利用重力加速度原理測量芯片與水平方向的傾角。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括微處理器電路、存儲電路和信號采集電路；所述微處理器電路用來控制整個系統(tǒng)運行，所述存儲電路用來存儲測量數(shù)據(jù)，所述信號采集電路用以完成AD轉(zhuǎn)換，所述微處理器電路用來控制AD采集的過程并對采集的數(shù)字信號進行分析處理，最終計算得到測點的垂直位移變化。作為本發(fā)明裝置的進一步改進：所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括通訊電路，所述通訊電路采用RS485總線數(shù)字信號傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、本發(fā)明的垂直變形檢測方法及裝置，采用傾角感應器將液位的垂直變化轉(zhuǎn)換為測桿的角度變化，傳感器豎直高度略高于測量量程，大大降低了安裝的難度和空間要求，適用于各種結(jié)構(gòu)測量的量程需要。2、本發(fā)明的垂直變形檢測方法及裝置，采用傾角感應器作為位移感應元件，尺寸小、精度高、溫度和環(huán)境影響微弱，長期穩(wěn)定可靠，特別適用于高鐵路基小沉降、高精度的要求。3、本發(fā)明的垂直變形檢測方法及裝置，采用高精度的采樣芯片和高性能微處理器，數(shù)字信號輸出，抗干擾性能優(yōu)越，方便組成自動化測量系統(tǒng)。4、本發(fā)明的垂直變形檢測方法及裝置，電路內(nèi)置電子編號和型號，實現(xiàn)智能識別與計算。5、本發(fā)明的垂直變形檢測方法及裝置，在腔體外殼嵌入透明的標準刻度尺，可人為讀取數(shù)據(jù)，滿足水利工程應用的執(zhí)行標準。附圖說明圖1是本發(fā)明在具體應用實例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明在具體應用實例中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架示意圖。圖3是本發(fā)明在具體實施例中存儲電路原理示意圖。圖4是本發(fā)明在具體實施例中信號采集電路原理示意圖。圖5是本發(fā)明在具體實施例中微處理器電路原理示意圖。圖6是本發(fā)明在具體實施例中RS485通訊電路原理示意圖。圖例說明：1、水管接頭；2、腔體；3、浮筒；4、標準刻度尺；5、通氣孔；6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；7、傾角感應器；8、測桿；9、限位裝置；10、液體介質(zhì)；11、信號采集電路；12、微處理器電路；13、存儲電路；14、通訊電路。具體實施方式以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明的一種垂直變形檢測方法，在測點位置處安裝一個盛裝有液體的部件，當測點位置處的垂直位移發(fā)生改變時，液體的液位會發(fā)生改變；對液體的液位進行檢測，轉(zhuǎn)換為檢測點的垂直位移該變量。進一步，本發(fā)明在液體內(nèi)設置一個浮動件，利用浮動件在液體內(nèi)位置的改變來計算得到液位的改變，進而轉(zhuǎn)換為檢測點的垂直位移該變量。如圖1和圖2所示，本發(fā)明進一步提供一種垂直變形檢測裝置，即為一種高精度傾角式靜力水準儀，它包括腔體2、傳導系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6，腔體2內(nèi)填充有液體介質(zhì)10，傳導系統(tǒng)包括浮筒3、測桿8、限位裝置9和傾角感應器7，浮筒3浮在液體介質(zhì)10內(nèi)，測桿8的一端與浮筒3相連，另一端鉸接于限位裝置9上并與傾角感應器7相連；浮筒3會跟隨液位變化，帶動測桿8繞鉸接點旋轉(zhuǎn)，傾角感應器7會感應角度的變化并輸出相應的電信號。即，本發(fā)明利用傾角感應器7感應測桿8的角度變化從而測量液位的垂直位移變化，將垂直位移變化物理量轉(zhuǎn)換為可采集識別的模擬電信號。本發(fā)明在使用時，當測點發(fā)生垂直位移變化時，腔體2內(nèi)液體介質(zhì)10的液位會隨之發(fā)生變化，通過傳導系統(tǒng)將液位的物理變化量轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號輸出，輸出的模擬電壓信號通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理分析，計算出液位的變化值，從而精確的測量出測點的垂直位移變化量。作為優(yōu)選的實施例，本實施例中腔體2上設置有水管接頭1，通過水管與其他傾角式靜力水準儀的腔體2形成連通狀，以組成靜力水準測試系統(tǒng)。腔體2采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，可以用來保護內(nèi)部的傳導系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6。進一步，在腔體2上部留有通氣孔5，始終保證腔體2與大氣相通，以保證測量精度。本發(fā)明進一步在腔體2的一個面上（如側(cè)壁）嵌入透明的標準刻度尺4，方便用戶直觀的觀測腔體2內(nèi)液體介質(zhì)10的高度。本實施例中，傾角感應器7采用高精度的差分式傾角芯片，利用重力加速度原理測量芯片與水平方向的傾角。通過該傾角感應器7可以將位移變化的物理量轉(zhuǎn)換為可電子采集的模擬電壓信號輸出。該芯片自帶溫度補償，測量精度高、長期穩(wěn)定性好。本實施例中，參見圖2～圖6，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6包括微處理器電路12、存儲電路13、信號采集電路11和通訊電路14。微處理器電路12采用高性能的單片機AT89c2051，內(nèi)置燒錄的程序代碼，控制整個系統(tǒng)運行，包括信號AD轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)處理分析、存儲和通訊等。存儲電路13采用兩片高速串口Flash存儲器芯片AT24C1024，設計簡單方便，可連續(xù)存儲4000條測量數(shù)據(jù)。存儲內(nèi)置電子編號和型號，實現(xiàn)智能識別與計算。信號采集電路11采用16位快速AD轉(zhuǎn)換芯片MAX1400，傾角感應器7輸出的電壓信號經(jīng)過電壓跟隨器后送入AD芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，微處理器電路12控制AD采集的過程并對采集的數(shù)字信號進行分析處理，最終計算得到測點的垂直位移變化。通訊電路14采用RS485總線數(shù)字信號傳輸，采用分立元件設計，充分考慮雷擊和靜電的影響，非常適用于惡劣的野外施工環(huán)境。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。