本發(fā)明涉及土木工程中的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水平位移測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

使用張絲法測(cè)量位移(變形)在土木工程測(cè)量中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際使用時(shí)，所采用具體的形式、細(xì)節(jié)各不相同。該方法的原理為：將被測(cè)點(diǎn)位移，通過(guò)熱膨脹系數(shù)穩(wěn)定的張絲傳遞到測(cè)量端，測(cè)量端為各類量測(cè)裝置，然后通過(guò)測(cè)量端測(cè)量得到位移數(shù)值。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)大型建筑結(jié)構(gòu)(例如，核電廠安全殼結(jié)構(gòu))的水平直徑變化的測(cè)量，在使用上述使用張絲法測(cè)量位移時(shí)，一般都需要增加位移傳遞支架。在實(shí)際應(yīng)用中，所使用的位移傳遞支架的形式多種多樣。但是，現(xiàn)有技術(shù)中很多具體實(shí)現(xiàn)方法的測(cè)試誤差超過(guò)0.1mm，其傳遞效果不甚理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水平位移測(cè)量裝置，從而可以有效而快捷地限制重錘的大幅度擺動(dòng)，提高測(cè)量的精度，減小滑輪與張絲之間的摩擦，實(shí)現(xiàn)位移量的有效傳遞，同時(shí)還可以防止張絲被裝置卡死的現(xiàn)象。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種水平位移測(cè)量裝置，包括：張絲、水平測(cè)量輪架、位移傳感器和重錘；

所述張絲的一端與第一固定物固定連接，所述張絲的另一端與所述重錘連接；

所述水平測(cè)量輪架包括：背板、第一滑輪、第二滑輪和支架；

所述背板固定于第二固定物上；

所述第一滑輪和所述第二滑輪分別設(shè)置在所述背板的上部和下部；

所述第一滑輪和所述第二滑輪的內(nèi)邊緣均與所述張絲抵接；

所述第一滑輪的內(nèi)邊緣與所述第二滑輪的內(nèi)邊緣在同一條垂直于地面的垂直線上；

所述支架設(shè)置在所述背板的中部，用于固定所述位移傳感器；

所述位移傳感器的下端設(shè)置有線卡；所述線卡與所述張絲固定連接。

較佳的，所述水平位移測(cè)量裝置還進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述張絲和第一固定物之間的位移標(biāo)定器；

所述位移標(biāo)定器的一端與第一固定物固定連接，所述位移標(biāo)定器的另一端與所述張絲的一端連接。

較佳的，所述位移標(biāo)定器的另一端通過(guò)環(huán)形機(jī)具與所述張絲的一端連接。

較佳的，所述背板上還設(shè)置有第三滑輪；

所述第三滑輪設(shè)置在所述第一滑輪和第二滑輪之間，且所述第三滑輪的外邊緣與所述張絲抵接。

較佳的，所述第三滑輪與所述第二滑輪之間的距離小于所述第三滑輪與所述第一滑輪之間的距離。

較佳的，所述第一滑輪、第二滑輪和第三滑輪與所述背板的連接處還設(shè)置有調(diào)節(jié)緊固裝置；

所述調(diào)節(jié)緊固裝置用于調(diào)整各個(gè)滑輪與所述背板的垂直距離，并將各個(gè)滑輪固定在所述背板上。

較佳的，所述位移傳感器為直流直線位移傳感器。

較佳的，所述第一固定物和第二固定物為核電廠安全殼內(nèi)位于水平直徑的兩端的內(nèi)壁。

較佳的，所述位移標(biāo)定器和水平測(cè)量輪架通過(guò)焊接件分別焊接在所述第一固定物和第二固定物上。

較佳的，所述張絲為銦瓦絲。

由上述技術(shù)方案可見，在本發(fā)明的水平位移測(cè)量裝置中，由于設(shè)置了水平測(cè)量輪架，并在水平測(cè)量輪架上至少設(shè)置了第一滑輪和第二滑輪，而且張絲分別與第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣抵接，且第一滑輪的內(nèi)邊緣與第二滑輪的內(nèi)邊緣在同一條垂直于地面的垂直線上，因此第一滑輪可以將張絲的水平位移量改變?yōu)榇怪蔽灰屏?，而且在同一條垂直于地面的垂直線上的第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣可以有效而快捷地限制重錘的大幅度擺動(dòng)，從而可以提高測(cè)量的精度；而且，由于各個(gè)滑輪是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此也可以大大減小滑輪與張絲之間的摩擦，實(shí)現(xiàn)位移量的有效傳遞，同時(shí)還可以防止張絲被裝置卡死的現(xiàn)象。

更進(jìn)一步的，由于還可以在所述第一滑輪和第二滑輪之間設(shè)置一個(gè)第三滑輪，并使得該第三滑輪的外邊緣與所述張絲抵接，從而使得上述水平位移測(cè)量裝置具有了兩個(gè)輔助輪(即第二滑輪和第三滑輪)。由于張絲經(jīng)過(guò)了這兩個(gè)輔助輪的不同側(cè)面，因此可以更為有效地控制重錘的過(guò)大晃動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的水平位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的水平位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的水平測(cè)量輪架的側(cè)視圖。

圖4為圖3的A-A截面示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中使用多個(gè)水平位移測(cè)量裝置測(cè)量水平位移的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的水平位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的水平位移測(cè)量裝置包括：張絲11、水平測(cè)量輪架12、直流直線位移傳感器(DCLVDT)13和重錘14；

所述張絲11的一端與第一固定物15固定連接，所述張絲11的另一端與所述重錘15連接；

所述水平測(cè)量輪架12包括：背板20、第一滑輪21、第二滑輪22和支架23；

所述背板21固定于第二固定物16上；

所述第一滑輪21和所述第二滑輪22分別設(shè)置在所述背板20的上部和下部；

所述第一滑輪21和所述第二滑輪22的內(nèi)邊緣均與所述張絲11抵接；

所述第一滑輪21的內(nèi)邊緣與所述第二滑輪22的內(nèi)邊緣在同一條垂直于地面的垂直線上；

所述支架23設(shè)置在所述背板20的中部，用于固定所述DCLVDT 13；

所述DCLVDT 13的下端設(shè)置有線卡31；所述線卡31與所述張絲11固定連接。

另外，較佳的，圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的水平位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述水平位移測(cè)量裝置還可以進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述張絲11和第一固定物15之間的位移標(biāo)定器17；

所述位移標(biāo)定器17的一端與第一固定物15固定連接，所述位移標(biāo)定器17的另一端與所述張絲11的一端連接。

較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述位移標(biāo)定器17的另一端還可以通過(guò)環(huán)形機(jī)具18與所述張絲11的一端連接。

根據(jù)上述水平位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)可知，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，如果需要測(cè)量大型建筑結(jié)構(gòu)的水平位移變化(例如，核電廠安全殼結(jié)構(gòu)殼內(nèi)的水平直徑變化)，則可以將第一固定物和第二固定物分別設(shè)置在待測(cè)結(jié)構(gòu)(即核電廠安全殼結(jié)構(gòu)的安全殼內(nèi))的水平直徑的兩端，并將上述的位移標(biāo)定器固定于第一固定物上，再將所述水平測(cè)量輪架的背板固定在第二固定物上；張絲的一端與位移標(biāo)定器連接，另一端與重錘連接。在該重錘的重力作用下，張絲將被拉直，且該張絲搭在水平測(cè)量輪架的第一滑輪和第二滑輪上，并分別與第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣抵接。

因此，當(dāng)大型建筑結(jié)構(gòu)的待測(cè)的水平位移發(fā)生變化時(shí)(例如，上述核電廠安全殼內(nèi)部充、降壓時(shí)，安全殼受力變形，安全殼內(nèi)的水平直徑將產(chǎn)生變化)，張絲將發(fā)生水平位移，此時(shí)的張絲在重錘(例如，重量為10kg)的自身重力的作用下，將帶動(dòng)水平測(cè)量輪架上的第一滑輪和第二滑輪發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，將張絲的水平位移轉(zhuǎn)化為張絲在垂直方向的垂直位移。由于DCLVDT的下端的線卡與所述張絲固定連接，因此張絲在重錘作用下可以帶動(dòng)線卡從而帶動(dòng)DCLVDT的測(cè)量桿產(chǎn)生位移，從而使得該張絲的位移量可以通過(guò)DCLVDT位移傳感器測(cè)量得到。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于張絲分別與第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣抵接，且第一滑輪的內(nèi)邊緣與第二滑輪的內(nèi)邊緣在同一條垂直于地面的垂直線上，因此第一滑輪可以將張絲的水平位移量改變?yōu)榇怪蔽灰屏?，而且在同一條垂直于地面的垂直線上的第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣可以有效地限制重錘的過(guò)大擺動(dòng)，因而不必對(duì)重錘的自由狀態(tài)做過(guò)多限制；而且，由于各個(gè)滑輪是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此也可以大大減小滑輪與張絲之間的摩擦，不會(huì)影響到位移量的有效傳遞，而且還可以避免張絲被卡死的現(xiàn)象。

另外，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。例如，較佳的，如圖2所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，還可以在所述第一滑輪21和第二滑輪22之間設(shè)置一個(gè)第三滑輪23，即所述背板20上還設(shè)置有第三滑輪23；所述第三滑輪23設(shè)置在所述第一滑輪21和第二滑輪22之間，且所述第三滑輪23的外邊緣與所述張絲抵接。因此，所述第三滑輪23的外邊緣與所述第一滑輪21、第二滑輪22的內(nèi)邊緣也在同一條垂直于地面的垂直線上。

更進(jìn)一步的，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第三滑輪23與所述第二滑輪22之間的距離小于所述第三滑輪23與所述第一滑輪21之間的距離。

通過(guò)設(shè)置上述的第三滑輪，可以使得上述水平位移測(cè)量裝置具有了兩個(gè)輔助輪(即第二滑輪和第三滑輪)。由于張絲經(jīng)過(guò)了這兩個(gè)輔助輪的不同側(cè)面，因此可以更為有效地控制重錘的過(guò)大晃動(dòng)(兩個(gè)輔助輪的距離比較近時(shí)的效果更好)。

在本發(fā)明的技術(shù)方案上，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求，調(diào)節(jié)三個(gè)滑輪的前后位置，使得各個(gè)滑輪的邊緣均達(dá)到輕觸張絲的效果。

例如，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第一滑輪、第二滑輪和第三滑輪(如果設(shè)置了第三滑輪)與所述背板的連接處還設(shè)置有調(diào)節(jié)緊固裝置(圖中未示出)；所述調(diào)節(jié)緊固裝置用于調(diào)節(jié)各個(gè)滑輪的前后位置，即調(diào)整各個(gè)滑輪與所述背板的垂直距離，并將各個(gè)滑輪固定在所述背板上。

較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第一固定物和第二固定物可以是核電廠安全殼內(nèi)位于水平直徑的兩端的內(nèi)壁。

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，核電廠安全殼內(nèi)在水平直徑方向有可能存在很多構(gòu)筑物，從而使得張絲無(wú)法拉通。此時(shí)，也可以第一固定物和第二固定物中的任意一個(gè)設(shè)置為安全殼內(nèi)的構(gòu)筑物的表面，而將另一個(gè)固定物設(shè)置為安全殼內(nèi)的內(nèi)壁，此時(shí)，通過(guò)測(cè)量水平位移的變化，也同樣可以對(duì)核電廠安全殼內(nèi)的水平直徑的位移進(jìn)行有效地監(jiān)控和測(cè)量。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述位移標(biāo)定器和水平測(cè)量輪架均通過(guò)焊接件分別焊接在所述第一固定物和第二固定物上。

例如，如圖2所示，所述位移標(biāo)定器可以通過(guò)A型焊接件41焊接在所述第一固定物，所述水平測(cè)量輪架可以通過(guò)B型焊接件42焊接在所述第二固定物上。

進(jìn)一步的，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述焊接件(例如，A、B型焊接件)均焊接在安全殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁的鋼襯里上或者通過(guò)強(qiáng)力膠粘接在鋼襯里上。

較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述焊接件上還可設(shè)置有絲孔，用于使用通過(guò)所述絲孔的螺栓或螺釘將水平測(cè)量輪架或位移標(biāo)定器(如果設(shè)置了位移標(biāo)定器)固定在所述焊接件上。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，可以使用一個(gè)水平位移測(cè)量裝置對(duì)核電廠安全殼內(nèi)的水平直徑的位移進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，也可以使用多個(gè)水平位移測(cè)量裝置同時(shí)對(duì)核電廠安全殼內(nèi)的水平直徑的位移進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量，如圖5所示。

在使用多個(gè)水平位移測(cè)量裝置進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)量時(shí)，可以監(jiān)控和測(cè)量不同方向的水平直徑的位移。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述張絲可以是銦瓦絲。較佳的，所述銦瓦絲的直徑可以是0.8mm。

進(jìn)一步的，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述位移標(biāo)定器可以是螺旋測(cè)微器，也可以是其它的位移標(biāo)定裝置。

另外，較佳的，如圖3、圖4所示，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述水平測(cè)量輪架12的背板20上還設(shè)置有調(diào)節(jié)水準(zhǔn)泡24，用于監(jiān)測(cè)所述水平測(cè)量輪架的安裝垂直度，從而可以在安裝過(guò)程中保證所述水平測(cè)量輪架的安裝垂直度。

此外，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還可以根據(jù)待測(cè)結(jié)構(gòu)(例如，安全殼結(jié)構(gòu))的整體尺寸，設(shè)置張絲的總長(zhǎng)度。例如，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，可以將所述張絲的長(zhǎng)度設(shè)置有50m或更短或更長(zhǎng)。

考慮到水平張絲(例如，銦瓦絲)的自重作用、張絲與水平測(cè)量輪架的摩擦作用、滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸間隙及加工精度等影響測(cè)量誤差因素，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次驗(yàn)證，測(cè)量誤差可以由之前多輪多側(cè)面控制下的0.080mm(±25mm量程)降低至0.055mm，從而可以有效地提高測(cè)量精度。

綜上所述，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于設(shè)置了水平測(cè)量輪架，并在水平測(cè)量輪架上至少設(shè)置了第一滑輪和第二滑輪，而且張絲分別與第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣抵接，且第一滑輪的內(nèi)邊緣與第二滑輪的內(nèi)邊緣在同一條垂直于地面的垂直線上，因此第一滑輪可以將張絲的水平位移量改變?yōu)榇怪蔽灰屏?，而且在同一條垂直于地面的垂直線上的第一滑輪和第二滑輪的內(nèi)邊緣可以有效而快捷地限制重錘的大幅度擺動(dòng)，從而可以提高測(cè)量的精度；而且，由于各個(gè)滑輪是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此也可以大大減小滑輪與張絲之間的摩擦，實(shí)現(xiàn)位移量的有效傳遞，同時(shí)還可以防止張絲被裝置卡死的現(xiàn)象。

更進(jìn)一步的，由于還可以在所述第一滑輪和第二滑輪之間設(shè)置一個(gè)第三滑輪，并使得該第三滑輪的外邊緣與所述張絲抵接，從而使得上述水平位移測(cè)量裝置具有了兩個(gè)輔助輪(即第二滑輪和第三滑輪)。由于張絲經(jīng)過(guò)了這兩個(gè)輔助輪的不同側(cè)面，因此可以更為有效地控制重錘的過(guò)大晃動(dòng)。

此外，上述水平位移測(cè)量裝置在密閉空間或者避免外界氣流干擾的條件下，可以實(shí)現(xiàn)更為精確的變位測(cè)量，而核電廠安全殼結(jié)構(gòu)恰恰提供了這種場(chǎng)所，因此，上述水平位移測(cè)量裝置可以很好地應(yīng)用于核電廠安全殼結(jié)構(gòu)的水平位移的監(jiān)控和測(cè)量，有效地解決了殼外鉛垂線裝置測(cè)量變位測(cè)點(diǎn)不足的問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。