一種基于mems傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括多節(jié)首尾依次相連接的剛性管和固定設(shè)于各節(jié)剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器，相鄰剛性管之間通過柔性管活動連接在一起，在各柔性管內(nèi)設(shè)有電纜分支器，各MEMS傾角傳感器相應(yīng)與各電纜分支器通過電纜分線相連接，各電纜分支器通過電纜總線相連接，由于各節(jié)剛性管之間采用柔性管相連接，各節(jié)剛性管只能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，不發(fā)生相對位移，各節(jié)剛性管會隨著路基土體沉降發(fā)生相對傾斜轉(zhuǎn)動，固定在各節(jié)剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器測量各節(jié)剛性管傾斜角度的變化，并將測量數(shù)據(jù)經(jīng)電纜分線、電纜分支器及電纜總線向外傳輸，從而得到監(jiān)測區(qū)域路基沉降信息，實(shí)現(xiàn)路基沉降自動化監(jiān)測。
【專利說明】
一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及路基沉降監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路、公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施在國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，由于各種原因，部分線路不可避免的要經(jīng)過一些不良地質(zhì)區(qū)域，某些地段處的表面軟土地層極易引發(fā)路基的過大沉降，由此輕則引起軌道下沉和軌面彎折，影響線路的平順性和穩(wěn)定性，嚴(yán)重時可造成列車脫軌等威脅生命財產(chǎn)安全的重大事故。因此，對路基實(shí)施沉降監(jiān)測具有十分重要的意義。目前路基沉降監(jiān)測方法主要有監(jiān)測粧法、沉降板法、沉降水杯法、分層沉降法、剖面沉降儀及衛(wèi)星雷達(dá)干涉法等。
[0003]上述方法中普遍存在著一定的應(yīng)用缺陷和不足，監(jiān)測粧法只能對表面沉降進(jìn)行測量，不能獲得路基內(nèi)部的沉降，影響填土施工，采用人工讀數(shù)方式不能實(shí)現(xiàn)自動檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)測；沉降板在土層中易損壞且難以補(bǔ)救，且多為單點(diǎn)測量，多點(diǎn)測量時相互影響較大;沉降水杯法對管的埋設(shè)要求較高，實(shí)際操作復(fù)雜，不適用于寒冷地區(qū)；分層沉降法對填土施工干擾大，蒸發(fā)或滲漏導(dǎo)致水量減少，影響測量精度，使用成本高;剖面沉降儀精度容易受外界環(huán)境的影響，必須在天氣良好的情況下進(jìn)行測試才會有較好精度，儀器比較笨重不方便攜帶，測試所需人員較多，不能單獨(dú)測量某一點(diǎn)的位移;衛(wèi)星雷達(dá)干涉法容易受到障礙物和天氣的影響，在高速鐵路路基沉降監(jiān)測上精度也難以滿足要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種易于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)耐用、測量精度高的基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括多節(jié)首尾依次相連接的剛性管和固定設(shè)于各節(jié)剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器，相鄰所述剛性管之間通過柔性管活動連接在一起，在各所述柔性管內(nèi)設(shè)有電纜分支器，各所述剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器相應(yīng)與其中一側(cè)柔性管內(nèi)的電纜分支器通過電纜分線相連接，各所述電纜分支器通過一貫穿各剛性管和各柔性管的電纜總線相連接。
[0006]進(jìn)一步地，還包括一包覆在各剛性管和各柔性管外的保護(hù)軟管。
[0007]進(jìn)一步地，還包括用以采集各MEMS傾角傳感器測量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成無線通信信號發(fā)送的數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊和接收無線通信信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)接收處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊與電纜總線一端相連接，所述數(shù)據(jù)接收處理模塊經(jīng)無線通信信號與數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊相連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述剛性管為鋼管，所述柔性管為金屬軟管。
[0009]有益效果:此基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)中，由于各節(jié)剛性管之間采用柔性管相連接，各節(jié)剛性管只能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，不發(fā)生相對位移，各節(jié)剛性管會隨著路基土體沉降發(fā)生相對傾斜轉(zhuǎn)動，固定在各節(jié)剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器測量各節(jié)剛性管傾斜角度的變化，并將測量數(shù)據(jù)經(jīng)電纜分線、電纜分支器及電纜總線向外傳輸，從而得到監(jiān)測區(qū)域路基沉降信息，實(shí)現(xiàn)路基沉降自動化監(jiān)測。
[0010]與現(xiàn)有常規(guī)剖面沉降儀相比，本實(shí)用新型采用MEMS傾角傳感器實(shí)時測量，MEMS傾角傳感器相對于常規(guī)剖面沉降儀中的傳感器而言在尺寸上要小很多，可以實(shí)現(xiàn)路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)小型化設(shè)計，十分有利于整個路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場的鋪設(shè)安裝，對路基工程的施工影響很小，后期維護(hù)也很便捷。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明；
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照圖1至圖3，本實(shí)用新型一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，包括多節(jié)首尾依次相連接的剛性管I和固定設(shè)于各節(jié)剛性管I內(nèi)的MEMS傾角傳感器2，相鄰剛性管I之間通過柔性管3活動連接在一起，在各柔性管3內(nèi)設(shè)有電纜分支器4，各剛性管I內(nèi)的MEMS傾角傳感器2相應(yīng)與其中一側(cè)柔性管3內(nèi)的電纜分支器4通過電纜分線5相連接，各電纜分支器4通過一貫穿各剛性管I和各柔性管3的電纜總線6相連接。
[0016]本實(shí)施例中，各節(jié)剛性管I采用鋼管，各節(jié)柔性管3采用金屬軟管，由于各節(jié)剛性管I之間采用柔性管3相連接，各節(jié)剛性管I只能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，不發(fā)生相對位移，各節(jié)剛性管I會隨著路基土體沉降發(fā)生相對傾斜轉(zhuǎn)動，固定在各節(jié)剛性管I內(nèi)的MEMS傾角傳感器2實(shí)時測量各節(jié)剛性管I傾斜角度的變化，并將測量數(shù)據(jù)經(jīng)電纜分線5、電纜分支器4及電纜總線6向外傳輸，電纜總線6的末端是連接著數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊用以采集各MEMS傾角傳感器2測量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成無線通信信號向外發(fā)送，無線通信信號為GPRS信號，在遠(yuǎn)方地區(qū)設(shè)置有用以接收該無線通信信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)接收處理模塊，數(shù)據(jù)接收處理模塊接收無線通信信號并還原MEMS傾角傳感器測量的數(shù)據(jù)，根據(jù)其中相應(yīng)軟件對沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理后，沉降數(shù)據(jù)包括MEMS傾角傳感器所測量的傾斜角度α、剛性管I和柔性管3的長度等，如此便可得到路基沉降監(jiān)測區(qū)域的沉降信息，從而實(shí)現(xiàn)路基的遠(yuǎn)程自動化無線監(jiān)測，并可以根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行沉降監(jiān)測預(yù)警服務(wù)。
[0017]作為優(yōu)選，還包括一包覆在各剛性管I和各柔性管3外的保護(hù)軟管7。本實(shí)用新型路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)中的重要元器件如剛性管1、MEMS傾角傳感器2、柔性管3、電纜分支器4、電纜分線5及電纜總線6均布置在保護(hù)軟管7內(nèi)部，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時，可以將這些重要元器件從保護(hù)軟管7內(nèi)向外拔出，進(jìn)行相應(yīng)的檢查維修工作，便于系統(tǒng)維護(hù)檢修。而且，當(dāng)路基完全沉降穩(wěn)定后，還可以將這些重要元器件取出，從而實(shí)現(xiàn)路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)的回收再利用，有效地節(jié)約沉降監(jiān)測成本。此外，本實(shí)用新型路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)中各元器件都是在生產(chǎn)工廠組裝完成的，省去了現(xiàn)場不必要的安裝工作，有效地提高工作效率。
[0018]另外，出于保護(hù)電纜總線6的需要，在第一節(jié)剛性管I上還額外連接著一空置剛性管，該空置剛性管內(nèi)不安裝MEMS傾角傳感器2，該空置剛性管與相鄰剛性管I之間的柔性管3內(nèi)也不安裝電纜分支器4。
[0019]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括多節(jié)首尾依次相連接的剛性管和固定設(shè)于各節(jié)剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器，相鄰所述剛性管之間通過柔性管活動連接在一起，在各所述柔性管內(nèi)設(shè)有電纜分支器，各所述剛性管內(nèi)的MEMS傾角傳感器相應(yīng)與其中一側(cè)柔性管內(nèi)的電纜分支器通過電纜分線相連接，各所述電纜分支器通過一貫穿各剛性管和各柔性管的電纜總線相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括一包覆在各剛性管和各柔性管外的保護(hù)軟管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括用以采集各MEMS傾角傳感器測量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成無線通信信號發(fā)送的數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊和接收無線通信信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)接收處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊與電纜總線一端相連接，所述數(shù)據(jù)接收處理模塊經(jīng)無線通信信號與數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS傳感器的路基沉降監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述剛性管為鋼管，所述柔性管為金屬軟管。
【文檔編號】G08C17/02GK205482919SQ201620203758
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】孫峻嶺, 邱波, 劉其軍, 蔡文舉, 徐 明
【申請人】廣州瀚陽工程咨詢有限公司