阅读说明：本技术 固定式测斜仪及其安装方法 (Fixed inclinometer and installation method thereof ) 是由 徐辉 宋爽 姚鸿梁 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种固定式测斜仪,包括测斜管、设置于测斜管顶部外端的吊环、设置于测斜管内部的连接丝杆、与连接丝杆相连的若干测斜仪探头及连接于测斜管底部的加长杆,测斜仪探头包括连杆、万向节、导轮、测点盒及电缆；测点盒包括盒体、安装于盒体内的电路板及盖设于盒体上的盖体,电路板上设有接线端子,电缆的芯线插设于接线端子的接线孔内以电性连接；测点盒与电缆电性连接后安装于所述连杆,各测斜仪探头的连杆与测点盒通过组装的方式安装为一体,在现场布置过程中,可根据选择在相应的连杆上不设置测点盒以节省成本；当相应位置的测点盒出现损坏或其他问题,可直接对测点盒进行更换,而不必更换连杆以节约成本。(The invention relates to a fixed inclinometer, which comprises an inclinometer pipe, a hanging ring arranged at the outer end of the top of the inclinometer pipe, a connecting screw rod arranged in the inclinometer pipe, a plurality of inclinometer probes connected with the connecting screw rod and an extension rod connected to the bottom of the inclinometer pipe, wherein each inclinometer probe comprises a connecting rod, a universal joint, a guide wheel, a measuring point box and a cable; the measuring point box comprises a box body, a circuit board arranged in the box body and a cover body covering the box body, wherein the circuit board is provided with a wiring terminal, and a core wire of the cable is inserted into a wiring hole of the wiring terminal to be electrically connected; the measuring point boxes are electrically connected with the cables and then are arranged on the connecting rods, the connecting rods of the inclinometer probes and the measuring point boxes are integrally arranged in an assembling mode, and the measuring point boxes are not arranged on the corresponding connecting rods according to selection in the field arrangement process so as to save cost; when the measuring point box at the corresponding position is damaged or has other problems, the measuring point box can be directly replaced without replacing a connecting rod so as to save the cost.)

固定式测斜仪及其安装方法

技术领域

本发明涉及测斜仪领域，特别涉及一种连杆与测点盒分离设置的固定式测斜仪。

背景技术

固定式测斜仪主要用于边坡、大坝、深基坑等基础设施或天然土体内部深层位移的长期自动化监测。其工作原理是测量测斜管轴线与铅垂线之间的夹角变化，从而计算被测结构在不同深不同方向上的水平位移。长期监测过程中，若固定式测斜仪从初始位置偏移至新的位置，则可以通过初始测量角度与当前实时测量角度自动计算出内部位移大小，从而提前进行预警，防范事故发生。

请参照图1所示，图中示出了现有技术中的固定式测斜仪100’现场应用的示意图，该固定式测斜仪100’包括测斜管1’、设置于测斜管1’顶部外端的吊环2’、设置于测斜管1’内部的与吊环2’相连的连接丝杆3’、若干测斜仪探头4’及连接于测斜管1’底部的加长杆5’。各测斜仪探头4’包括连杆40’、与连杆40’设置为一体的测点盒43’及安装于连杆40’上的导轮42’。由于测点盒43’与连杆40’一体设置，当测点盒43’内的电路板、导线损坏或者水气流入造成短路而失效时，需要返回供应商更换整个测斜仪探头4’乃至整个固定式测斜仪100’，而造成成本的增加及浪费；另外，图示中的固定式测斜仪100’整体长度固定设置，在现场若出现与固定式测斜仪100’并不完全匹配的被测结构物时，配备的固定式测斜仪100’也将失去效用需要重新配备固定式测斜仪100’而造成使用之不便。

中国实用新型CN210862644U号专利揭示了一种固定式测斜仪，该固定式测斜仪包括若干个测斜仪探头，各测斜仪探头通过球铰连接的方式首尾相连以克服通过钢丝绳连接难以承受轴向压力导致末端测斜仪探头难以放入测斜管内的技术问题。该专利中揭示的各测斜仪探头包括连接杆、与连接杆一体设置的连接体及电缆，连接体内设置有用于监测的传感器，该传感器与电缆电性连接以传输信号和电流。然而该固定式测斜仪在现场使用过程中仍会出现以下缺陷：1)由于连接体与连接杆一体设置，当连接体内的传感器损坏或连接电路受潮失效后需要更换整个测斜仪探头，造成成本压力；2)该固定式测斜仪在现场使用中，若出现与其整体长度不匹配的被测结构物时，该固定式测斜仪将失去效用，需要返回供应商重新装配与现场被测结构物深度相匹配的固定式测斜仪，因为重新装配各测斜仪探头，需要在重新装配处电性连接线缆与测斜仪探头的连接体内的传感器，如此将破坏连接体内的结构，造成连接体更易受潮渗水失去效用；3)该固定式测斜仪更换不同的监测环境均需要返回供应商重新装配(同2中的防水失效原因)，不利于客户的多次使用，也造成成本上的增加；4)线缆与连接体内的传感器通过焊接于电路板的方式也不方便使用人员在施工现场进行拆解。

因此，确有必要设计一种新的固定式测斜仪，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明提供一种测斜仪探头的连杆与测点盒通过组装的方式安装为一体的固定式测斜仪。

为了达到上述目的，本发明提供一种固定式测斜仪，包括测斜管、设置于测斜管顶部外端的吊环、设置于测斜管内部的与吊环相连的连接丝杆、与连接丝杆相连的若干测斜仪探头及连接于测斜管底部的加长杆，所述测斜仪探头包括连杆、连接于连杆端部的万向节、设置于连杆一端的导轮、测点盒及电缆；所述测点盒包括盒体、安装于盒体内的电路板及盖设于盒体上的盖体，所述电路板上设有接线端子，所述电缆的芯线插设于接线端子的接线孔内以电性连接；所述测点盒与电缆电性连接后安装于所述连杆。

可选地，所述接线端子为螺钉式接线端子，所述电缆的芯线插设于螺钉式接线端子的接线孔内后受所述螺钉式接线端子的螺钉紧固。

可选地，所述盒体内挖设有容置空间及自容置空间内突起的一对支梁，所述支梁将容置空间隔分成位于中心的中部区域及位于两端的密封腔，所述电路板安装架设于所述支梁而容置于所述中部区域。

可选地，所述测点盒进一步包括防胶隔板，所述防胶隔板盖设于电路板，所述密封腔及防胶隔板的四周灌设有防水胶，所述防水胶受防胶隔板的隔离而不流入电路板。

可选地，所述测点盒进一步包括O型圈，所述O型圈围设于所述防胶隔板以密封所述盖体盖设于盒体上产生的缝隙。

可选地，所述连杆的中部向一侧突出而让位出供所述测点盒安装于其上的空间，所述连杆的未突出的两端的竖向轴线与测点盒的竖向轴线重合。

可选地，若干所述测斜仪探头通过万向节相连，而使得各测斜仪探头可向四周旋转90度。

可选地，若干所述测斜仪探头间隔设置，间隔处通过万向节连接空连杆或通过扣绳连接钢丝绳。

可选地，单个测点盒的功率为0.05W，向固定式测斜仪的电缆输入的电压范围为9V-36V。

本发明进一步提供一种固定式测斜仪的安装方法，包括：

(一)：测点盒与电缆的电性防水安装

1)电路板通过螺栓固定的方式架设于测点盒的盒体的支梁上；

2)电缆从测点盒的侧壁开设的通孔插设入盒体的容置空间内，电缆内的芯线插设于电路板的接线端子的接线孔内并受接线端子的螺钉紧固实现电连接；

3)将防胶隔板盖设于电路板上；

4)于盒体的密封腔及防胶隔板的四周灌入防水胶；

5)将O型圈放置于防胶隔板的四周***；

6)通过螺栓连接的方式将盖体盖设于盒体上；

(二)：测斜仪探头的安装

7)将万向节通过螺栓连接的方式安装于连杆的端部；

8)将导轮通过螺栓连接的方式安装于连杆的一端；

9)将测点盒通过螺栓连接的方式安装于连杆；

(三)整体安装

10)将多个测斜仪探头的连杆通过万向节依次连接或通过万向节连接空连杆的方式亦或通过扣绳连接钢丝绳的方式使多个测斜仪探头间隔设置，各测斜仪探头的测点盒通过电缆相连，整体保持电性连接；

11)位于首端的测斜仪探头通过万向节与连接丝杆连接，位于末端的测斜仪探头通过万向节与加长杆连接；

12)将连接后的连接丝杆、测斜仪探头及加长杆放置于测斜管内，测斜管的头部通过盖板密封，连接丝杆延伸出盖板而与外部的吊环相固定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)各测斜仪探头的连杆与测点盒通过组装的方式安装为一体，在现场布置过程中，可根据选择在相应的连杆上不设置测点盒以节省成本；当相应位置的测点盒出现损坏或其他问题，可直接对测点盒进行更换，而不必更换连杆以节约成本；

2)电缆与测点盒内的电路板上的接线端子电性连接，该连接方式只需将电缆的芯线插设入接线端子的接线孔并拧紧接线端子上的螺钉即可紧固，而无需焊接，方便现场人员现场进行拆装，无需返回供应商处进行安装，更加便捷方便；

3)测点盒内在进行电缆与电路板电性连接之后于防胶隔板***注入防水胶及加装O型圈，可进一步保证测点盒的防水效果，也保证了测点盒可被多次反复拆装之后仍能达到水下100米防水效果，进一步节约成本；

4)固定式测斜仪的万向节、导轮这些易损件均是通过螺栓连接的方式安装于连杆上，方便更换。

附图说明

图1是现有技术中的固定式测斜仪现场应用的示意图；

图2是本发明固定式测斜仪现场应用的示意图；

图3是本发明固定式测斜仪的各测斜仪探头的立体组合图；

图4是本发明固定式测斜仪的各测斜仪探头的部分立体分解图；

图5是本发明测斜仪探头的测点盒与电缆的立体分解图；

图6是本发明测点盒的盒体示意图；

图7是本发明固定式测斜仪另一种实施方式的现场应用的示意图。

图中：100’、固定式测斜仪；1’、测斜管；2’、吊环；3’、连接丝杆；4’、测斜仪探头；40’、连杆；42’、导轮；43’测点盒；5’、加长杆；100、固定式斜测仪；1、测斜管；2、吊环；3、连接丝杆；4、测斜仪探头；40、连杆；41、万向节；42、导轮；43、测点盒；44、电缆；45、盒体；451、通孔；452、容置空间；453支梁；454、中部区域；455、密封腔；46、电路板；461、接线端子；47、防胶隔板；48、O型圈；49、盖体；5、加长杆；6、RTU设备；71、扣绳；72、钢丝绳。

具体实施方式

为使本发明的目的及工作原理表达更为清楚，以下结合附图2至附图6对本发明的具体实施方式进行说明。以图4为例，以电缆44及连杆40的延伸方向为左右方向，而形成一左右方向及与左右方向相垂直的上下方向，该方向设定只为具体实施方式描述方便，不应对本申请实质造成任何影响。

请参照图2所示，一种固定式测斜仪100，包括测斜管1、设置于测斜管1顶部外端的吊环2、设置于测斜管1内部的与吊环2相连的连接丝杆3、与连接丝杆3相连的若干测斜仪探头4及连接于测斜管1底部的加长杆5。若干测斜仪探头4通过万向节41相连，头部的测斜仪探头4与连接丝杆3通过万向节41相连，尾部的测斜仪探头4与加长杆5通过万向节41相连。

请参照图3至图6所示，各测斜仪探头4包括连杆40、连接于连杆40端部的万向节41、设置于连杆40一端的导轮42，安装于连杆40上的测点盒43及电缆44。

万向节41呈U字型通过螺栓连接的方式安装于连杆40的端部，各测斜仪探头4通过万向节41相连，从而可使得各测斜仪探头4可向四周旋转90度。

导轮42通过螺栓连接的方式固定于连杆40的一端，用于引导测斜仪探头4在测斜管1内滑动。

请参照图5及图6所示，测点盒43包括盒体45、安装于盒体45内的电路板46、防胶隔板47、O型圈48及盖设于盒体45上的盖体49。

盒体45两端侧壁挖设有供电缆44***的通孔451，盒体45内挖设有容置空间452及自容置空间452内突起的一对支梁453，所述支梁453将容置空间452隔分成位于中间的中部区域454及位于两端的密封腔455。

电路板46安装架设于支梁453而容置于中部区域454。电路板46的两端设置有供电缆44的芯线电性连接的接线端子461，该接线端子461可以是螺钉式接线端子、插拔式接线端子或弹簧式接线端子中的一种。本申请使用的是螺钉式接线端子，电缆44内的芯线可人工在施工现场将其插设于螺钉式接线端子的接线孔内并拧紧螺钉式接线端子的螺钉以使得芯线与螺钉式接线端子紧固实现电性连接，可在现场进行安装，安装方便，电性连接可靠。

防胶隔板47由塑性材料制成，盖设于电路板46上，以保护电路板46上的各电路免受安装过程中罐入的防水胶的破坏及现场环境的水气杂质的污染。

O型圈48围设于防胶隔板47的四周以密封盖体49盖设于盒体45上产生的缝隙。

连杆40的中部向一侧突出而让位出供测点盒43安装于其上的空间，连杆40的未突出的两端的竖向轴线与测点盒43的竖向轴线重合。

固定式测斜仪100的安装方法如下：

(一)：测点盒43与电缆44的电性防水安装

1)电路板46通过螺栓固定的方式架设于测点盒43的盒体45的支梁453上；

2)电缆44从测点盒43的侧壁开设的通孔451插设入盒体45的容置空间452内，电缆44内的芯线插设于电路板46的接线端子461的接线孔内并受接线端子461的螺钉紧固实现电连接；

3)将防胶隔板47盖设于电路板46上；

4)于盒体45的密封腔455及防胶隔板47的四周灌入防水胶；

5)将O型圈48放置于防胶隔板47的四周***；

6)通过螺栓连接的方式将盖体49盖设于盒体45上；

(二)：测斜仪探头4的安装

7)将万向节41通过螺栓连接的方式安装于连杆40的端部；

8)将导轮42通过螺栓连接的方式安装于连杆40的一端；

9)将测点盒43通过螺栓连接的方式安装于连杆40；

(三)整体安装

10)将多个测斜仪探头4的连杆40通过万向节41依次连接，各测斜仪探头4的测点盒43通过电缆44相连，整体保持电性连接；

11)位于首端的测斜仪探头4通过万向节41与连接丝杆3连接，位于末端的测斜仪探头4通过万向节41与加长杆5连接；

12)将连接后的连接丝杆3、测斜仪探头4及加长杆5放置于测斜管1内，测斜管1的头部通过盖板密封，连接丝杆3延伸出盖板而与外部的吊环2相固定。

上述安装方式的测点盒43可达到水下100米防水效果，固定式测斜仪100可适用于-40℃至+85℃环境。

本申请中的各测斜仪探头4的连杆40的长度为0.5米，在实际现场使用过程中，常常会出现既定的固定式测斜仪100的整体长度与现场被测结构物的深度并不匹配，此时需要在原本既定的固定式测斜仪100上加装测斜仪探头4或者拆除部分测斜仪探头4。在加装过程中，只需要将加装的测斜仪探头4的连杆40与既定的固定式测斜仪100的某一测斜仪探头4的连杆40通过万向节41相连，将既定的固定式测斜仪100的某一测斜仪探头4的电缆44与加装的测斜仪探头4的测点盒43的电路板46上的接线端子461电性连接，再按照上方的安装方式安装即可；在拆装过程中，只需要将需要拆除的测斜仪探头4的连杆40上的万向节41解开，再将该测斜仪探头4的测点盒43打开，剔除掉防水胶，解开电缆44与接线端子461的电性连接即可，拆解下来的测斜仪探头4可在下次需要加装的时候再行利用。

请参照图7所示，本申请的固定式测斜仪100的各连杆40的长度为市场上常用的0.5米长度，各拼接的连杆40上均安装有测点盒43，但在实际现场监测中，经常每隔1米或2米或其他深度进行一次位移测量，例如：现场监测环境中需要每隔1米监测一被测结构物的位移，此时可将一个设有长度为0.5米的连杆40的测斜仪探头4连接一长度为0.5米的空连杆40组合成一单元，再将多个单元串联起来即可达到每隔1米监测一被测结构物的位移的目的；若需要每隔2米监测一被测结构物的位移，此时可将一个设有长度为0.5米的连杆40的测斜仪探头4连接一长度为1.5米的空连杆40组合成一单元，再将多个单元串联起来即可达到每隔2米监测一被测结构物的位移的目的，当然监测距离并不以1米或2米为限，任何监测距离皆可以上述方式进行组合使用。另外，也可以在不需要测点盒43的位置用钢丝绳72代替空连杆40，以进一步节省成本，即在上述整体安装步骤10)中将多个测斜仪探头4的连杆40通过万向节41连接空连杆40的方式或通过扣绳71连接钢丝绳72的方式使多个测斜仪探头4间隔设置，其间隔距离可以为上述所提的0.5米、1.5米或其他距离。由于设置了空连杆40及钢丝绳72，间隔设置的测斜仪探头4上的电缆44需要进行更换为长度超过空连杆40或钢丝绳72的长度以使得间隔设置的测斜仪探头4电性连接，此时只需打开测点盒43，按照上述电性连接的安装方式安装即可，现场即可操作完成，无需返回供应商处，安装方便可靠，防水性能得到保证。

目前市面上的固定式测斜仪中的测斜仪探头使用的测点盒的功率为0.5w，向固定式测斜仪的单根电缆输入的电压范围为9V-15V，由于功率损耗的关系，单根电缆一般仅可向5-10个测点盒供电，按照每0.5米布设一个测点盒，当测斜孔深度较深时，比如达到100米，就需要设置最少20根电缆以满足所有测点盒的供电需求，如此多根电缆设置，将很难穿入测斜管中，即使顺利穿入，当测斜管随监测结构物发生位移后，将会由于堵塞而很难取出。本申请的单个测点盒43的功率为0.05w，可向固定式测斜仪100的电缆44输入的电压范围为9V-36V，功耗小，单根电缆44可依次串联约100个左右的测点盒43，如此可满足达到100米深度的被测结构物的位移测量，即只需一根电缆44可将100多个测点盒43进行串联，而避免如现有技术中需要连接多根电缆从测斜管的头部盖板处穿出拥挤的问题及取出堵塞的问题。在现场环境中可配置小型太阳能系统进行供电，当然也可以其他方式进行供电。

本申请的固定式测斜仪100的电缆44连接至RTU(物联网智能终端)设备6，RTU设备6将固定式测斜仪100的运行情况实时上传至云平台，云平台计算位移和方向标识，工作人员可在电子设备上实时查看移动距离及移动方向。

本发明具有如下有益效果：

1)各测斜仪探头4的连杆40与测点盒43通过组装的方式安装为一体，在现场布置过程中，可根据选择在相应的连杆上不设置测点盒43以节省成本；当相应位置的测点盒43出现损坏或其他问题，可直接对测点盒43进行更换，而不必更换连杆40以节约成本；

2)电缆44与测点盒43内的电路板46上的接线端子461电性连接，该连接方式只需将电缆44的芯线插设入接线端子461的接线孔并拧紧接线端子461上的螺钉即可紧固，而无需焊接，方便现场人员现场进行拆装，无需返回供应商处进行安装，更加便捷方便；

3)测点盒43内在进行电缆44与电路板46电性连接之后于防胶隔板47***注入防水胶及加装O型圈48，可进一步保证测点盒43的防水效果，也保证了测点盒43可被多次反复拆装之后仍能达到水下100米防水效果，进一步节约成本；

4)固定式测斜仪100的万向节41、导轮42这些易损件均是通过螺栓连接的方式安装于连杆40上，方便更换。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。