本實(shí)用新型涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種全智能測斜裝置。

背景技術(shù)：

測斜儀主要用于測量深基坑、邊坡、地基、水平位移以及剖面沉降。常用的測斜儀一般由探頭、電纜、數(shù)據(jù)采集儀組成。探頭的傳感器型式有伺服加速度計(jì)式、電阻應(yīng)變片式、鋼弦式、差動(dòng)電阻式等多種型式，目前使用最多的是伺服加速度式。

測斜儀的工作原理是通過鉆孔方式，將測斜管埋入地下(測斜管是用聚氯乙烯、ABS塑料、鋁合金等材料制成，管內(nèi)有互成90度夾角的四個(gè)導(dǎo)向槽)，通過電纜將探頭放入測斜管，測量測斜管軸線與鉛垂線之間的夾角變化量，從而計(jì)算出土層各點(diǎn)的水平位移大小。當(dāng)基坑、邊坑、地基產(chǎn)生形變時(shí)，測斜管隨之變形，測斜探頭上滑輪順導(dǎo)向槽而下逐點(diǎn)測試(一般50cm/測點(diǎn))，逐段量測變形后測斜管的軸線與垂直線之間的夾角θi，并按測點(diǎn)的分段長度,分別求出不同高程處的水平位移增量Δdi，即Δdi＝Lsinθi。

(1)由測斜管底部測點(diǎn)開始逐段累加，可得任一高程處的實(shí)際位移,即bi＝ΣΔdi

(2)管口累積水平位移為:B＝ΣΔdi

從而可精確測出水平位移量X,Y，根據(jù)ΔX，Y的值大小，作出預(yù)報(bào)，指導(dǎo)施工。

測斜儀可分為便攜式和固定式兩類，根據(jù)不同的應(yīng)用場合，便攜式測斜儀亦可分為垂直和水平兩種測斜儀，固定式分為單軸和雙軸測斜儀。目前應(yīng)用最廣的是便攜式垂直測斜儀，本實(shí)用新型涉及的內(nèi)容為垂直測斜儀，所以本文提及的測斜儀均指垂直測斜儀。

目前廣泛使用的測斜儀的主要工作方式為：

(1)便攜式測斜儀：該儀器是通過測量電纜牽引測斜儀探頭沿測斜管內(nèi)壁的滑輪槽進(jìn)行測量，測量結(jié)果通過與測量電纜連接的讀數(shù)儀讀出，便攜式測斜儀一般需要兩個(gè)人手工操作，一人負(fù)責(zé)收放測量電纜，一人負(fù)責(zé)操作讀數(shù)儀和記錄數(shù)據(jù)。按照規(guī)范的要求，需要每0.5米間距進(jìn)行一次測量，測斜儀的測量位置需通過人工收放電纜長度來確定，控制精度和重復(fù)性較差。對(duì)于一些環(huán)境比較惡劣和危險(xiǎn)性比較高的地方，完成一次測量所耗費(fèi)的時(shí)間和人力物力都很大，效率低下，并且測量的數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)傳輸。

(2)固定式測斜儀：該儀器是通過將一定數(shù)量的測斜傳感器固定安裝在測斜管的特定位置。通過讀取這些測量傳感器的傾斜數(shù)據(jù)，得到測斜管的位移剖面數(shù)據(jù)。固定測斜儀適用于連續(xù)的、無人堅(jiān)守的監(jiān)測工程，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。但其缺點(diǎn)也很明顯，如果按照規(guī)范的要求每0.5米安裝一個(gè)傾斜式傳感器，其價(jià)格將讓人無法接受，目前比較普遍的做法是加大測點(diǎn)的間距，而這又導(dǎo)致了測量精度的降低，即便如此價(jià)格也很高昂。

近年來，針對(duì)目前廣泛使用的測斜儀存在的問題，國內(nèi)外也有人提出了一些新的改進(jìn)想法，主要可歸納為兩種，一種是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，增加電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，將通訊電纜做為升降線纜且兼顧供電和通訊的功能，另一種是使用鋼絲代替升降線纜，采用探頭內(nèi)的電池給測斜傳感器供電，使用無線方式傳輸數(shù)據(jù)。這兩種方式都有其顯著的缺點(diǎn)，第一種方式由于線纜比較笨重，相應(yīng)的需加大升降機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備臃腫，無法實(shí)現(xiàn)快速安裝和部署，并且需要市電供電，環(huán)境適應(yīng)能力有限。第二種方式，則沒有充分考慮到儀器的使用環(huán)境，我們知道，在深孔條件下，一般孔內(nèi)會(huì)有部分積水，無線通訊在水下的傳輸距離非常有限(傳輸距離和使用的通訊頻率及發(fā)射功率有關(guān)，按電池供電系統(tǒng)計(jì)算，最大距離不會(huì)超過0.5米)，這將導(dǎo)致儀器無法正常使用。 更為重要的是，在測斜儀使用規(guī)范中，為了消除系統(tǒng)誤差，均要求測量探頭在對(duì)測孔進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)進(jìn)行兩次測量作業(yè)，且第二次測量前需先將探頭在原坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上水平旋轉(zhuǎn)180度。上述這些改進(jìn)或想法均未實(shí)現(xiàn)這一規(guī)范要求，其測量的精度和準(zhǔn)確性有待商榷。

總之，現(xiàn)有的測斜方法，都還存在各自自身的缺陷，難以真正實(shí)現(xiàn)對(duì)水平位移數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性、便利性和智能化的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型為測量鉆孔、基坑、地基基礎(chǔ)、墻體和壩體坡等工程構(gòu)筑物的頂角、方位角提供一種準(zhǔn)確性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性、便利性和智能化的全智能測斜裝置。

一種全智能測斜裝置，包括測量探頭、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接套管、主控系統(tǒng)、與測量探頭連接的升降機(jī)構(gòu)，連接套管與測斜管伸出地面部分的外壁套接，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管以及可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管從連接套管的上端開口插入與測斜管對(duì)接，測量探頭在初始位置或轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)位于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管中，測量探頭的上端與升降機(jī)構(gòu)連接，測量探頭可在升降機(jī)構(gòu)作用下沿著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管、測斜管進(jìn)行升降移動(dòng)，測量探頭可與主控系統(tǒng)進(jìn)行無線通信連接。

進(jìn)一步的，當(dāng)測量探頭在測斜管底部沿測斜管向上移動(dòng)開始測量時(shí)，所述測量探頭存儲(chǔ)按照規(guī)定的時(shí)間周期所得測量數(shù)據(jù)，所述主控系統(tǒng)則存儲(chǔ)每一個(gè)提升高度及所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，在測量完成后，測量探頭被提升至初始位置時(shí)，所述主控系統(tǒng)與測量探頭進(jìn)行無線通信，提取測量探頭中存儲(chǔ)的與每一個(gè)需要測量高度相對(duì)應(yīng)時(shí)間的測量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的內(nèi)壁設(shè)有兩條對(duì)向分布的平行導(dǎo)槽，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的導(dǎo)槽與測斜管內(nèi)任一對(duì)平行導(dǎo)槽完全吻合對(duì)接，測量探頭可在升降機(jī)構(gòu)作用下沿著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的導(dǎo)槽、測斜管的導(dǎo)槽進(jìn)行升降移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述測量探頭包括測量桿、測斜單元、電池及無線通信模塊，測斜單元、電池設(shè)在測量桿內(nèi)，無線通信模塊設(shè)于測量桿上 部，無線通信模塊與測斜單元連接，用于將測斜單元所測數(shù)據(jù)以無線通信方式傳輸給主控系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，測量桿上下分別裝有一對(duì)具有彈簧裝置的不銹鋼輪，不銹鋼輪置于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的導(dǎo)槽，在彈簧力的作用下，可沿著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的導(dǎo)槽、測斜管的導(dǎo)槽上下滑動(dòng)亦不至于脫出。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的導(dǎo)槽的上方安裝與主控系統(tǒng)連接的觸點(diǎn)開關(guān)，當(dāng)測量探頭提升至轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管中，測量探頭最上面的不銹鋼輪觸動(dòng)該觸點(diǎn)開關(guān)，觸點(diǎn)開關(guān)將到位信號(hào)傳輸給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)收到此到位信號(hào)后開啟旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或者與測量探頭進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管外壁中部沿內(nèi)壁兩個(gè)導(dǎo)槽相對(duì)方向各固定一個(gè)永磁鐵，連接套管上相對(duì)永磁鐵高度位置安裝有一與主控系統(tǒng)連接的磁性開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管沿軸心旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到180度時(shí)，磁性開關(guān)輸出信號(hào)給主控系統(tǒng))控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，連接套管上部與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管采用插入滑動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管外壁下部開有一圈凹槽，凹槽與連接套管上兩個(gè)彈簧定位裝置配合可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管既可在連接套管中轉(zhuǎn)動(dòng)又不至于脫出。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管的外壁周向裝有一旋轉(zhuǎn)齒輪，固定在連接套管上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)即可通過旋轉(zhuǎn)齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降鋼絲、升降定滑輪、升降電機(jī)、計(jì)數(shù)輪、收線輪，其中收線輪固定在升降電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，升降鋼絲的一端與收線輪連接，另一端繞過升降定滑輪后與測量探頭連接，升降定滑輪與收線輪之間的升降鋼絲上設(shè)有計(jì)數(shù)輪，計(jì)數(shù)輪上設(shè)有與主控系統(tǒng)連接的角度編碼器。

本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種適用于土石壩、滑坡體、基坑，堤防、地下建筑、港務(wù)工程等需要對(duì)土體內(nèi)部的水平位移變化監(jiān)測的自動(dòng)化儀器；通過高精度無線探頭和探頭位置姿態(tài)自動(dòng)控 制裝置相互配合，僅需一臺(tái)測量設(shè)備即可一次性完成對(duì)測斜孔的全自動(dòng)測量和數(shù)據(jù)處理，真正達(dá)到對(duì)測斜孔測量的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和便利性的要求；與常規(guī)測量方法和已有的測斜儀設(shè)備相比，本技術(shù)的研發(fā)具有自動(dòng)化程度高、測量速度快，可長期或臨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，具有人工干預(yù)小，勞動(dòng)強(qiáng)度低，價(jià)格適宜，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型全智能測斜裝置其中一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中鋼絲松弛報(bào)警器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—測量探頭，2—轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，3—旋轉(zhuǎn)電機(jī)，4—旋轉(zhuǎn)齒輪，5—連接套管，6—測斜管，7—升降機(jī)構(gòu)，8—主控系統(tǒng)，11—測量桿，12—測斜單元，13—電池，14—無線通信模塊，15—不銹鋼輪，21—凹槽，22—永磁鐵，23—觸點(diǎn)開關(guān)，51—彈簧定位裝置，52—磁性開關(guān)，71—升降鋼絲，72—升降定滑輪，73—升降電機(jī)，74—鋼絲松弛報(bào)警器，75—計(jì)數(shù)輪，76—角度編碼器，77—收線輪，741—張緊輪，742—基座，743—頂桿，744—彈簧，745—報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)，746—滑塊，747—滑槽，748—張緊輪軸。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

圖1所示為本實(shí)用新型全智能測斜裝置其中一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，所述全智能測斜裝置包括測量探頭1、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、連接套管5、升降機(jī)構(gòu)7、主控系統(tǒng)8。

連接套管5是一個(gè)鋁合金材質(zhì)的圓筒，其內(nèi)徑與測斜管6外徑一致，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在連接套管5上部，測量探頭1置于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。連接套管5下部與測斜管6伸出地面部分通過螺栓連接。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2的外壁周向裝有一旋轉(zhuǎn)齒輪4，固定在連接套管5上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)3輸出軸上 的驅(qū)動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)齒輪4嚙合連接，這樣旋轉(zhuǎn)電機(jī)3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)即可通過旋轉(zhuǎn)齒輪4帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2外徑及內(nèi)壁尺寸與測斜管6相同，內(nèi)壁上一對(duì)對(duì)向分布的平行導(dǎo)槽亦與測斜管中6的中任一對(duì)導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)尺寸一致，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2的底端與測斜管6的上端對(duì)接使得轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2內(nèi)壁的平行導(dǎo)槽與測斜管中6的導(dǎo)槽吻合連通。連接套管5上部與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2采用插入滑動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2外壁下部開有一圈凹槽21，該凹槽21與連接套管5上兩個(gè)彈簧定位裝置51配合可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2既可在連接套管5中轉(zhuǎn)動(dòng)又不至于脫出。

轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2外壁中部沿內(nèi)壁兩個(gè)導(dǎo)槽相對(duì)方向各固定一個(gè)永磁鐵22，連接套管5上相對(duì)永磁鐵22相同高度位置安裝有一磁性開關(guān)53，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2沿軸心旋轉(zhuǎn)180度時(shí)，磁性開關(guān)53能精確檢測到轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，確保轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2內(nèi)壁的兩個(gè)導(dǎo)槽與測斜管3中的導(dǎo)槽吻合定位。

由于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2外壁上方固定有旋轉(zhuǎn)齒輪4，通過固定在連接套管3上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)3推動(dòng)該旋轉(zhuǎn)齒輪4從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2旋轉(zhuǎn)。磁性開關(guān)53與主控系統(tǒng)8通過線纜通信連接，在接收到磁性開關(guān)53發(fā)出的信號(hào)(表示轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2已旋轉(zhuǎn)180度)后，主控系統(tǒng)8控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)3停止運(yùn)動(dòng)。磁性開關(guān)53、永磁鐵22與主控系統(tǒng)8配合可保證轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2每次的旋轉(zhuǎn)角度為180度。

所述測量探頭1包括測量桿11、測斜單元12、電池13及無線通信模塊14，測量桿11上設(shè)有四個(gè)帶彈簧裝置的不銹鋼輪15(上面2個(gè)，下面2個(gè))，所述當(dāng)測量探頭由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2進(jìn)入測斜管6時(shí)，不銹鋼輪15在彈簧張力的作用下，沿著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2的導(dǎo)槽向下滑動(dòng)，到達(dá)測斜管6后，繼續(xù)沿測斜管6導(dǎo)槽向下滑動(dòng)。反之亦然。測斜單元12、電池13設(shè)在測量桿11內(nèi)，無線通信模塊14設(shè)于測量桿11上部，無線通信模塊14與測斜單元12連接，用于將測斜單元12所測數(shù)據(jù)以無線通信方式傳輸給主控系統(tǒng)8。可以理解的是，所述主控系統(tǒng)8也包括與所述測量探頭1的無線通信模塊14進(jìn)行通信的無線 通信模塊。

在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2其中一個(gè)導(dǎo)槽的上方裝與主控系統(tǒng)8連接的觸點(diǎn)開關(guān)23，當(dāng)測量探頭1提升至轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2的中部(即測量桿11最下面的不銹鋼輪15完全離開測斜管2達(dá)到5厘米時(shí))，測量探頭1最上面的不銹鋼輪15將觸動(dòng)該觸點(diǎn)開關(guān)23，觸點(diǎn)開關(guān)23將到位信號(hào)傳輸給主控系統(tǒng)8，告知測量桿11已提升到位，此位置被定義為測量初始位置(以下簡稱初始位置)。主控系統(tǒng)8收到此到位信號(hào)后即可開啟旋轉(zhuǎn)電機(jī)3驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或者與測量探頭1進(jìn)行無線數(shù)據(jù)交換。

所述升降機(jī)構(gòu)7包括升降鋼絲71、升降定滑輪72、升降電機(jī)73、鋼絲松弛報(bào)警器74、計(jì)數(shù)輪75、角度編碼器76、收線輪77，其中收線輪77，固定在升降電機(jī)73的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，升降鋼絲71的一端與收線輪77連接，另一端繞過升降定滑輪72后與測量探頭1連接，即與測量桿11的上端連接。升降定滑輪72與收線輪77之間的升降鋼絲71上設(shè)有鋼絲松弛報(bào)警器74和計(jì)數(shù)輪75，計(jì)數(shù)輪75上設(shè)有與主控系統(tǒng)8連接的角度編碼器76。

當(dāng)升降電機(jī)73帶動(dòng)收線輪77轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在測量探頭1的重力及升降鋼絲71的帶動(dòng)下，測量探頭1將被提升或放下；計(jì)數(shù)輪75安裝在角度編碼器76上，升降鋼絲71在計(jì)數(shù)輪75上纏繞一圈，當(dāng)升降鋼絲71運(yùn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)計(jì)數(shù)輪75轉(zhuǎn)動(dòng)，通過角度編碼器76從而實(shí)現(xiàn)對(duì)測量探頭1升降及放下的長度(距離)的精確計(jì)量。

如圖2所示，鋼絲松弛報(bào)警器74包括張緊輪741、基座742、頂桿743、彈簧744、報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)745、滑塊746、滑槽747、張緊輪軸748?；?42被固定在安裝板上，基座742中間開有一豎向滑槽747，張緊輪741的轉(zhuǎn)動(dòng)軸被固定在滑槽747內(nèi)(轉(zhuǎn)動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng))，滑槽747上部裝有滑塊746，滑塊746頂部為頂桿743，滑塊746內(nèi)裝彈簧744，滑槽747下部裝有報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)745，升降鋼絲71從張緊輪741下部繞過。在正常使用時(shí)由于測量探頭1的重力作用，使升降鋼絲71處于張緊狀態(tài)，裝有張緊輪741的滑塊746位于滑槽747的 上部，當(dāng)測量探頭1在放入測斜管6時(shí)，如果由于測斜管6變形或者安裝等問題導(dǎo)致測量探頭1被卡在測斜管6的某一位置，無法放至所需的測量位置時(shí)，由于收線輪77在升降電機(jī)73的驅(qū)動(dòng)下仍然繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是由于缺少了測量探頭1的重力作用，升降鋼絲71將產(chǎn)生松弛，張緊輪741由于沒有升降鋼絲71張緊，在彈簧744和頂桿743的作用下，滑塊746將推動(dòng)張緊輪741的轉(zhuǎn)動(dòng)軸748移動(dòng)至滑槽747底部，觸發(fā)報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)745，主控系統(tǒng)8檢測到觸發(fā)報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)745發(fā)出的報(bào)警信號(hào)后將自動(dòng)停止升降電機(jī)73的轉(zhuǎn)動(dòng)，避免升降鋼絲71纏繞，并發(fā)出報(bào)警提示。報(bào)警觸點(diǎn)開關(guān)745與主控系統(tǒng)8可通過線纜通信連接。

測量探頭1的測桿11采用不銹鋼制成，測斜單元12包括高精度傾角傳感器、低功耗微處理器、精密時(shí)鐘、高精度A/D轉(zhuǎn)換器、短距無線通訊模塊、可充電電池、大容量flash存儲(chǔ)器等。測斜單元12的外殼采用不銹鋼密封設(shè)計(jì)，與測桿11之間采用螺紋連接。

測斜單元12內(nèi)置的傾角傳感器其安裝方向與測量桿11平行。測量時(shí)，測量探頭1整體被放入測斜管6內(nèi)，其四個(gè)不銹鋼導(dǎo)輪15在彈簧作用下，分別卡入測斜管6的導(dǎo)槽中，每次測量開始，測斜單元12將按照預(yù)定的時(shí)間間隔，采集測量桿11與垂線之間的夾角數(shù)據(jù)，并保存至測斜單元12中的內(nèi)存器，即測量探頭1的內(nèi)存器中存儲(chǔ)按照規(guī)定的時(shí)間周期所得測量數(shù)據(jù)

測斜單元12在絕大部分時(shí)間內(nèi)(非測量周期，轉(zhuǎn)動(dòng)過程等)都是處于休眠狀態(tài)，僅有與其連接的無線通信模塊14按照一定周期被喚醒為偵聽狀態(tài)(保證與主控系統(tǒng)8的時(shí)鐘校時(shí)及數(shù)據(jù)傳輸)，只有當(dāng)測量開始時(shí)，測斜單元12才被喚醒進(jìn)行工作，這樣的設(shè)計(jì)是為了保證測斜單元12在有限的電池供電情況下，可工作較長時(shí)間，延長更換電池的時(shí)間。

所述主控系統(tǒng)8由微功耗處理器、精密時(shí)鐘、無線通信模塊(例如短距無線通訊模塊)、大容量flash存儲(chǔ)器、太陽能供電裝置、GPRS通訊模塊、人機(jī)界面等組成，人機(jī)界面為一個(gè)7英寸的電容式觸摸屏， 用來設(shè)置測試參數(shù)。所述主控系統(tǒng)8與測斜單元12交換測量參數(shù)，確定測斜單元12的開始測量的時(shí)間點(diǎn)，在測量過程中存儲(chǔ)每一個(gè)提升高度及所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。在測量完成后，測量探頭1被提升至初始位置時(shí)，所述主控系統(tǒng)8與測量探頭1進(jìn)行無線通信，提取測量探頭1中存儲(chǔ)的與每一個(gè)需要的測量高度相對(duì)應(yīng)時(shí)間的測量數(shù)據(jù)。

由于測量探頭1的內(nèi)存器中存儲(chǔ)按照規(guī)定的時(shí)間周期所得測量數(shù)據(jù)，所述主控系統(tǒng)8存儲(chǔ)的每一個(gè)提升高度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間與測量探頭1的內(nèi)存器中存儲(chǔ)的時(shí)間可以一一對(duì)應(yīng)，因此在需要提取相應(yīng)測量高度的測量數(shù)據(jù)時(shí)，只需按照測量高度相對(duì)應(yīng)時(shí)間在測量探頭1的內(nèi)存器中查找，即可將測量探頭1的內(nèi)存器中存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)的測量數(shù)據(jù)找出。

本實(shí)用新型自動(dòng)測量工作過程介紹如下：

1、測量開始時(shí)測量探頭1位于初始位置，，首次測量需由人工在主控系統(tǒng)8的觸摸屏上輸入被測量孔的深度(米)、測量點(diǎn)間距(米)、測量時(shí)間(秒)、測量開始時(shí)間(時(shí))、測量的頻度(天)、溫度穩(wěn)定時(shí)間(分)、上行速度(米/分)、下行速度(米/分)等參數(shù)。

2、每天到預(yù)設(shè)的測量開始時(shí)間時(shí)(或按下啟動(dòng)按鈕)，系統(tǒng)開始進(jìn)行自動(dòng)測量，測量過程如下：

(1)主控系統(tǒng)8首先通過無線通信模塊與內(nèi)置在測量探頭1內(nèi)的測斜單元12進(jìn)行時(shí)鐘同步，確保測量數(shù)據(jù)時(shí)間標(biāo)簽一致；

(2)正向測量過程：主控系統(tǒng)8首先與測斜單元12交換測量參數(shù)，確定測斜單元12的開始測量的時(shí)間點(diǎn)(該時(shí)間點(diǎn)與被測量孔的深度、測量探頭1下行速度等因素有關(guān)，測斜單元12真正喚醒并開始測量的時(shí)間起點(diǎn)應(yīng)為從數(shù)據(jù)交換完成后的時(shí)間，加上測量探頭1放置到所需測量位置需耗時(shí)間及測量探頭到達(dá)測量位置后測量探頭1達(dá)到與測孔底部溫度一致所需時(shí)間)，然后主控系統(tǒng)8啟動(dòng)升降電機(jī)73，升降機(jī)構(gòu)7將按照預(yù)設(shè)的下行速度將測量探頭1沿測斜管6放置至預(yù)設(shè)位置。一旦預(yù)設(shè)的測量穩(wěn)定時(shí)間到后，測斜單元12自動(dòng)被喚醒并開始測量，與此同時(shí)，升降機(jī)構(gòu)7在主控系統(tǒng)8的指揮下，按照 預(yù)設(shè)的上行速度及測量點(diǎn)間距將測量探頭1提升并按測量點(diǎn)間距在測斜管6內(nèi)相應(yīng)位置停留預(yù)設(shè)的測量時(shí)間，直至完成所有點(diǎn)的測量，在此期間，測斜單元12將按照規(guī)定的時(shí)間周期(1s)不間斷的進(jìn)行測量，并將全部數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中。正向測量過程完成后，測斜單元12再次進(jìn)入休眠期；

(3)轉(zhuǎn)向過程：正向測量完成后，在升降機(jī)構(gòu)7的帶動(dòng)下測量探頭將繼續(xù)提升離開測斜管6進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2內(nèi)，提升動(dòng)作直至測量桿最上面的不銹鋼輪15觸動(dòng)到安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2上的觸點(diǎn)開關(guān)23結(jié)束，此時(shí)，在主控系統(tǒng)8的指揮下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)4將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管2與固定在測斜管6上的連接套管5做同軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到180度后，轉(zhuǎn)向過程停止；

(4)反向測量過程：轉(zhuǎn)向過程停止后，主控系統(tǒng)8再次啟動(dòng)升降電機(jī)73，完成和正向測量基本相同的測量動(dòng)作；

(5)反向測量過程完成后，測量探頭1再次被提升至初始位置，此時(shí)主控系統(tǒng)8將與測斜單元12進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為了減少數(shù)據(jù)交換量，主控系統(tǒng)8僅提取保存在測斜單元12的內(nèi)存器中在指定間距點(diǎn)時(shí)刻測量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)交換結(jié)束后，整個(gè)自動(dòng)測斜過程結(jié)束，測斜裝置進(jìn)入休眠期，測量探頭1處于初始位置，測斜裝置等待進(jìn)行下一周期測量。

經(jīng)過測算，本實(shí)用新型技術(shù)指標(biāo)如下：

1、分辨率精度：0.02mm/500mm

2、測量深度范圍:1m-100m

3、溫度范圍:-20°至50°

4、防水等級(jí)：IP65

儀器性能：

1、傾角測量分辨率：0.001°

2、傾斜角測量精度：0.01°(±15°)，0.02°(±30°)

3、傾角測量范圍：±15°或±30°可選

本實(shí)用新型創(chuàng)造性將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)、無線電通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)推 演技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，提出了一種全新的智能化測斜裝置的概念，通過精心設(shè)計(jì)的高精度測量探頭和水平旋轉(zhuǎn)裝置相互配合，巧妙的實(shí)現(xiàn)了測斜儀自動(dòng)旋轉(zhuǎn)及測量，滿足了測量規(guī)范中對(duì)正測及反測的要求，僅需一臺(tái)測量設(shè)備即可一次性完成自動(dòng)測量測孔內(nèi)多點(diǎn)水平位移的大小及變化數(shù)據(jù)，全過程無需人工干預(yù)，真正做到了全自動(dòng)，解決了現(xiàn)有測量方法存在的缺陷，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)測量的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和便利性的要求；通過無線測量方法和計(jì)算機(jī)推演技術(shù)，解決了無線通訊無法在含水深孔內(nèi)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)交換的難題。

與常規(guī)測量方法和已有的測斜測量裝置相比，本實(shí)用新型具有智能化程度高、測量速度快，一次可完成多斷面變形測量、無需人工干預(yù)、安裝方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、自動(dòng)化程度高、價(jià)格適宜等特點(diǎn)，能滿足施工過程中測量斷面多，頻次高，時(shí)間長，測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。