一种磁感应大坝变形监测装置及方法
阅读说明：本技术 一种磁感应大坝变形监测装置及方法 (Magnetic induction dam deformation monitoring device and method ) 是由 吴雄伟 金华辉 曾海英 张震 姜永兴 占川 史燕南 黄阳杰 陈海斌 叶沛楠 于 2020-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁感应大坝变形监测装置及方法。本发明装置包括测量基桩、夹线装置、钢丝线、磁致伸缩位移计及磁环；所述钢丝线串接磁环后通过夹线装置绷紧并固定于大坝两端山体的测量基桩上,所述磁致伸缩位移计竖直或水平安装于大坝测线的各测点上,磁致伸缩位移计和钢丝线位于同平面或正交,以使磁致伸缩位移计和坝体形成变形一致体；所述磁环套入磁致伸缩位移计的波导杆上并保持自由伸缩。本发明结构原理简单可靠,操作方便,可用于大坝沉降和位移观测,并可通过应用高精度磁致伸缩位移计,满足现行规范对大坝变形观测的精度要求,可连接自动化模块实现测量的自动化和信息化,大大提高了测量效率,可广泛使用于大坝变形监测。(The invention discloses a magnetic induction dam deformation monitoring device and method. The device comprises a measuring foundation pile, a wire clamping device, a steel wire, a magnetostrictive displacement meter and a magnetic ring; the steel wire is connected with the magnetic ring in series, then tightened and fixed on the measuring foundation piles of the mountain bodies at the two ends of the dam through the wire clamping device, the magnetostrictive displacement meters are vertically or horizontally arranged on each measuring point of the dam measuring wire, and the magnetostrictive displacement meters and the steel wire are positioned on the same plane or are orthogonal, so that the magnetostrictive displacement meters and the dam body form a deformation consistent body; the magnetic ring is sleeved on a waveguide rod of the magnetostrictive displacement meter and keeps freely stretching. The invention has simple and reliable structure principle and convenient operation, can be used for dam settlement and displacement observation, can meet the precision requirement of the current specification on dam deformation observation by applying the high-precision magnetostrictive displacement meter, can be connected with an automation module to realize automation and informatization of measurement, greatly improves the measurement efficiency, and can be widely used for dam deformation monitoring.)
技术领域
本发明涉及大坝变形监测技术领域，具体为一种磁感应大坝变形监测装置及方法。
背景技术
水库大坝在国民经济建设中起着防灾减灾的重要作用，要准确了解大坝运行工作状态，只能通过大坝安全监测技术来实现；随着智慧化、信息化管理的推进，实现大坝变形监测的自动化是目前水库大坝安全监测的重要发展趋势之一。目前水库大坝变形监测主要通过人工利用水准仪、全站仪等仪器进行观测或定期巡视来掌握大坝变形状态，未能大面积实现大坝变形监测的自动化和信息化。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，适应大坝变形监测电气化、自动化监测要求，满足大坝变形监测精度、量程的要求，本发明利用坝体两端山体基桩绷紧的钢丝线套入环状磁环作为相对不动点，把磁致伸缩位移计固定在坝体测量点上，形成坝体和磁致伸缩位移计变形一致体，此时坝体变形带动磁环和波导杆的相对伸缩变形，实现大坝变形监测的最终目的。目前磁致伸缩位移计的观测精度、量程、可靠度均满足现行大坝变形监测规范要求，本发明为大坝变形监测提供了一种有效的自动化监测途径。
本发明提供的技术方案为：
一种磁感应大坝变形监测装置，包括测量基桩、夹线装置、钢丝线、磁致伸缩位移计及磁环；所述钢丝线串接磁环后通过夹线装置绷紧并固定于设在大坝两端山体的测量基桩上，所述磁致伸缩位移计竖直或水平安装于大坝测线各测点上，保持磁致伸缩位移计和钢丝线位于同平面或正交，以使磁致伸缩位移计和坝体形成变形一致体；磁环自由套入磁致伸缩位移计的波导杆上并保持自由伸缩；所述的夹线装置包括夹线盘、夹线固定顶盖，固线三角槽，夹线盘浇筑于测量基桩顶部，钢丝线穿过设于夹线盘上的固线三角槽后固定于夹线盘上，夹线固定顶盖通过螺丝固定在固线三角槽上。
当测量点磁致伸缩位移计发生变形时，将引起磁环和波导杆的伸缩变形，通过磁感元件头电测上述伸缩量，实现大坝变形监测的自动化。
本发明一种利用如上所述的磁感应大坝变形监测装置的监测方法，包括如下步骤：
a、在大坝两端山体基岩上分别浇筑测量基桩，形成坝体变形测线；
b、在测量基桩顶部浇筑夹线装置的夹线盘，并使两个固线三角槽位于测线上；
c、在坝体测线上按照测量要求布置测量点，并在坝体测量点上竖直或水平固定安装磁致伸缩位移计，以使磁致伸缩位移计和坝体形成变形一致体；
d、根据坝体长度和观测点数，选择不同直径的钢丝线，通过钢丝线穿绕磁环边缘，将钢丝线与磁环串接；
e、将磁环套入磁致伸缩位移计中的波导杆上，将钢丝线绷紧并固定于设在测量基桩顶部的夹线装置中，保持磁环始终在波导杆的有效量程范围内；
f、固定夹线固定顶盖于夹线盘上，开始日常测量，此次磁致伸缩位移计的伸缩变形即为该方向的大坝变形位移量，并可安装不同方向的磁致伸缩位移计以测量不同方向的大坝位移变形量。
本发明有益效果为：本发明通过设于坝体两端的测量基桩绷紧钢丝线，此时钢丝线及串接于其上的磁环为相对不动点，通过坝体变形带动磁环沿波导杆的相对伸缩变形，来实现大坝变形监测的最终目的。目前磁致伸缩位移计观测的精度、量程、可靠度均可满足现行大坝变形监测规范要求，本发明为大坝变形监测提供了一种有效途径。本发明结构原理简单可靠，操作方便，可用于大坝变形观测测，满足大坝变形观测精度、量程和可靠性的要求，可连接自动化模块实现测量自动化，大大提高了测量效率，可广泛应用于大坝变形安全监测。
附图说明
图1是本发明装置的布置示意图；
图2是本发明装置的夹线装置的结构示意图；
图3是本发明装置的磁致伸缩位移计的结构示意图。
图中：1-测量基桩；2-夹线装置；21-夹线盘；22-夹线固定顶盖；23-固线三角槽；3-钢丝线；4-磁致伸缩位移计；41-磁感元件头；42-波导杆；5-磁环；6-坝体测量点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1～图3所示，本发明一种磁感应大坝变形监测装置，包括测量基桩1、夹线装置2、钢丝线3、磁致伸缩位移计4及磁环5；所述的钢丝线3串接磁环5后通过夹线装置2绷紧并固定于大坝两端山体的测量基桩1上，所述磁致伸缩位移计4竖直或水平安装于大坝测线的各测点上，磁致伸缩位移计4和钢丝线3位于同平面或正交，以使磁致伸缩位移计4和坝体形成变形一致体；所述磁环5套入磁致伸缩位移计4的波导杆42上并保持自由伸缩；所述的夹线装置2包括夹线盘21、夹线固定顶盖22、固线三角槽23；夹线盘21浇筑于两端测量基桩1顶部，所述钢丝线3穿过设于夹线盘21上的固线三角槽23后固定于夹线盘21上，夹线固定顶盖22通过螺丝固定在固线三角槽23上。
当测量点磁致伸缩位移计4发生变形时，将引起磁环5和波导杆42的伸缩变形，通过磁感元件头41电测上述伸缩量，实现大坝变形监测的自动化。
本发明一种利用如上所述的磁感应大坝变形监测装置的监测方法，包含如下步骤：
a、在大坝两端山体基岩上分别浇筑测量基桩1，形成坝体变形测线；
b、在测量基桩1顶部浇筑夹线装置2的夹线盘21，并使两个固线三角槽23位于测线上；
c、在坝体测线上按照测量要求布置测量点，并在坝体测量点6上竖直或水平固定安装磁致伸缩位移计4，以使磁致伸缩位移计4和坝体形成变形一致体；
d、根据坝体长度和观测点数，选择不同直径的钢丝线3，通过钢丝线3穿入磁环5边缘，将钢丝线3与磁环5串接；
e、将磁环5套入磁致伸缩位移计4中的波导杆42上，将钢丝线3绷紧并固定于设在测量基桩1顶部的夹线装置2中，保持磁环5始终在波导杆42的有效量程范围内；
f、固定夹线固定顶盖22于夹线盘21上，开始日常测量，此次磁致伸缩位移计4的伸缩变形即为该方向的大坝变形位移量，并可安装不同方向的磁致伸缩位移计4以测量不同方向的大坝位移变形量。
上述实施例结合附图对本发明进行了说明，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。