一种移动测读静力水准仪对中定位结构的制作方法

1.本实用新型涉及用于工程变形监测的移动测读静力水准仪，特别是一种移动测读静力水准仪对中定位结构。


背景技术：

2.现有技术条件下，工程建筑物通常采用静力水准系统进行垂直位移监测。静力水准系统由静力水准仪和连通管构成，是工程监测常规监测方法，分固定自动测读和移动测读2种形式。
3.固定自动测读静力水准系统由自动测读静力水准仪、采集装置、通讯装置及配套的采集和管理软件组成。由于该系统每个测点必须配置静力水准仪，因此系统投入较大，只有在重要工程的重点部位才能使用，同时自动测读静力水准仪必须在机座上安装，限制了它的使用范围。
4.移动测读静力水准系统由移动测读静力水准仪、静力水准管筒、连通管、测头、通讯控制电缆和控制测读器组成，其工作原理清晰、结构简单、精度稳定、半自动测读、自动记录、造价低廉，可以在投入较少、自动化程度要求相对不高的如城市地下交通工程、高层建筑、风电场基础、码头等工程建筑物变形监测中应用。
5.但是，现有技术条件下的移动测读静力水准仪在各个测点进行测量时，需要与该测点的静力水准管筒进行连接，由于两者之间没有对中定位结构使得两者的连接稳定性及连接精度不能得到保证，因而影响测量精度和测量时仪器的稳定，不利于测量工作的进行。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有移动测读静力水准仪与静力水准管筒连接不能保证连接稳定性及连接精度的不足，提供一种能实现移动测读静力水准仪在测量时强制对中、高程定位、强制同轴和相对固定的移动测读静力水准仪对中定位结构。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种移动测读静力水准仪对中定位结构，包括移动测读静力水准仪和静力水准管筒，所述移动测读静力水准仪包括水准仪主体和水准仪测针，所述移动测读静力水准仪的底部中心位置设有水准仪连接管和所述水准仪测针，所述水准仪测针穿过所述水准仪连接管，所述水准仪连接管上套装专用对中连接件，所述专用对中连接件上设置用于对中定位的卡销，所述静力水准管筒的筒体顶部设置静力水准管筒卡槽，且所述移动测读静力水准仪使用时，所述专用对中连接件上的卡销置于所述静力水准管筒的静力水准管筒卡槽内。
8.本实用新型通过在移动测读静力水准仪上增设外周带有卡销的专用对中连接件，并在静力水准管筒上增设与专用对中连接件匹配的卡槽，通过卡销与卡槽的相互卡合就可实现测量过程中移动测读静力水准仪的强制对中定位、强制同轴和相对固定，进而提高了测量精度，有利于测量时仪器的稳定，方便了测量工作。
9.优选地，所述水准仪连接管位于所述水准仪主体的底部中心位置，且所述水准仪
测针的轴线与所述水准仪连接管的轴线位于同一直线上，所述水准仪测针穿过所述水准仪主体的底部几何中心，以保证所述水准仪测针位于所述移动测读静力水准仪的轴线上，不仅方便了设备对中，而且有利于测量时设备的稳定，方便了测量工作。
10.为方便连接，简化生产，所述水准仪连接管上设有外螺纹，所述专用对中连接件上设有与所述外螺纹匹配的内螺纹，所述专用对中连接件套装在所述水准仪连接管的外周，且所述水准仪连接管的外螺纹与所述专用对中连接件的内螺纹连接。
11.优选地，所述专用对中连接件包括连接成一体的专用对中连接件连接部和专用对中连接件对中部，所述卡销设置在所述对中部的外周顶部。
12.优选地，所述卡销与所述对中连接件连接部的外壁齐平，以提高专用对中连接件外观的美观性，并避免与周边结构产生干涉。
13.优选地，所述卡销的轴线与所述专用对中连接件对中部的一径向线重合，以方便安装及卡槽的加工。
14.优选地，所述专用对中连接件对中部为一圆管状结构，且所述专用对中连接件对中部的外径略小于所述静力水准管筒的内径，所述专用对中连接件对中部伸入所述静力水准管筒内。
15.优选地，所述卡销至少为三个，且各所述卡销在所述专用对中连接件对中部的外周均布。
16.优选地，所述卡销为凸出于所述专用对中连接件对中部的外壁的柱体结构，且所述卡销的横截面为圆形或方形，所述卡槽的形状与所述卡销的横截面形状对应。
17.本实用新型通过在现有移动测读静力水准系统的基础上增加对中结构，取得了如下优势：
18.1）本实用新型结构轻便小巧，设计合理，原理简单，成本低廉；
19.2）本实用新型通过卡销和卡槽的配合可以很方便地实现测量过程中移动测读静力水准仪的强制对中和高程定位，以及与静力水准管筒之间的强制同轴，提高了测量精度；
20.3）本实用新型对中结构的卡销和卡槽配合结构在移动测读静力水准仪与静力水准管筒间提供了一定的紧固力，同时强制对中后的移动测读静力水准仪几何中心和重心都落在静力水准管筒正中，有利于测量时仪器的稳定，方便了测量工作，可以提高测量效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型的总体结构外观图；
23.图2是移动测读静力水准仪外观图；
24.图3是专用对中连接件外观图；
25.图4是静力水准管筒外观图。
26.图中：
27.1 —移动测读静力水准仪，11—水准仪主体，12—水准仪把手，13—水准仪连接
管，14—水准仪测针，
28.2 —专用对中连接件，21—专用对中连接件连接部，22—专用对中连接件对中部，23—卡销，
29.3 —静力水准管筒，31—筒盖，32—筒体，321—卡槽，33—底座，
30.4 —连通管结构。
具体实施方式
31.以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
32.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
33.如图1－图4所示，本实用新型移动静力水准测读仪对中定位结构一实施例包括移动测读静力水准仪1、专用对中连接件2、静力水准管筒3。
34.所述移动测读静力水准仪1是静力水准系统中管筒水位自动化测量仪器，包括水准仪主体11、水准仪把手12、水准仪连接管13和水准仪测针14。所述水准仪主体11为公开结构，其包括金属方形外盒，金属方形外盒内部安装有操控显示面板、核心电路系统、电源系统、移动式静力水准测头系统。
35.所述水准仪连接管13位于水准仪主体11的底部中心位置，且有外螺纹用于与专用对中连接件2的连接。
36.所述水准仪测针14穿过水准仪主体11的外壳底部和水准仪连接管13，主体为金属圆杆，底部为倒锤形。水准仪测针14的轴线与水准仪连接管13的轴线位于同一直线上，且穿过水准仪主体11的底部几何中心。
37.所述专用对中连接件2套装在所述水准仪连接管13上，且所述专用对中连接件2包括专用对中连接件连接部21、专用对中连接件对中部22和卡销23。
38.所述专用对中连接件连接部21用于与移动测读静力水准仪1的连接，为圆管状，内侧有与水准仪连接管13外螺纹相匹配的内螺纹。
39.所述专用对中连接件对中部22为一圆管状结构，其外径略小于静力水准管筒3的内径。
40.所述卡销23位于专用对中连接件连接部21的底部，并在专用对中连接件对中部22的外周均布，数量大于或等于三个，外观表现为突出于专用对中连接件对中部2外壁的柱体结构，柱体截面可以是圆形、方形等，其形状要与卡槽321形状对应，以达到卡紧的效果。
41.所述静力水准管筒3的主要结构包括筒盖31，筒体32和底座33，是静力水准系统测点的主要设备。
42.所述筒盖31为金属圆盖状结构，盖圆周内侧有内螺纹，盖顶部设有通气孔用于静力水准管筒3的内外连通。
43.所述筒体32为封底的金属圆管结构，底部连接底座33,上部有与筒盖31内螺纹相对应的外螺纹，顶部开有卡槽321。
44.所述卡槽321直接在筒体32顶部切割出来，其数量、位置、形状均与卡销23结构对应，确保能够互相卡紧。优选的，所述卡槽321的数量大于或等于3，形状为与圆截面的卡销
23对应的倒圆拱形。
45.所述底座33为一个支架结构，其包括上层金属板、下层金属板，上、下层金属板通过螺杆副连接。本实施例中，下层金属板用于固定静力水准管筒3设备整体，焊接有三根螺杆，上层金属板通过螺栓固定于三根螺杆上，通过调节上层金属板在三根螺杆上的位置，可以调节静力水准管筒3的高度和铅直度。上层金属板与筒体32固定连接，且中心部位装有圆管用于筒体32与连通管结构4的连通。
46.所述连通管结构4用于测点间静力水准管筒3的连接。
47.本实用新型具体制作时，专用对中连接件连接部21可采用φ40mm＊5mm、长度15mm的钢管加工，钢管内部加工m20标准内丝；专用对中连接件对中部22采用φ32mm＊4mm、长度15mm的钢管加工；沿专用对中连接件对中部22上部外周焊接三根直径为φ6mm、长8mm的小铁柱作为卡销23，要求三根卡销23在专用对中连接件对中部22上部外周均匀布置，即两两之间对应的圆心角为120
°
，卡销23的轴线与专用对中连接件对中部22顶面的一径向线在同一直线上，专用对中连接件对中部22顶部平面与卡销23的顶面齐平，用铁钳将卡销23按上述要求放置并夹持住进行焊接，再将专用对中连接件对中部22装有卡销23的一侧与专用对中连接件连接部21底部焊接，要求专用对中连接件连接部21的轴线和专用对中连接件对中部22的轴线在同一直线上，焊接好后将卡销23超出专用对中连接件连接部21外周的部分切除，卡销23即加工完成。再将整体构件棱角磨圆，专用对中连接件2即加工完成。
48.为与专用对中连接件2连接，移动测读静力水准仪1在原结构基础上布置水准仪连接管13。移动测读静力水准仪1主要外观结构包括水准仪主体11、水准仪把手12和水准仪测针14。移动测读静力水准仪1制作时，先加工两半对半开的金属外盒，将各系统电路和设备组装到一半金属外盒里，再将另一半金属外盒通过螺丝固定。水准仪把手12为塑料制把手形状结构，由专用模具加工，通过螺丝固定于水准仪主体11侧面中间。水准仪主体11外盒底部下方中间开有一圆孔，水准仪测针14即穿透此圆孔出露于仪器底部。现在该圆孔部位焊接φ32mm*4mm、长15mm的圆钢管，钢管外侧加工m20标准螺纹，即为水准仪连接管13。
49.静力水准管筒3通过在现有静力水准管筒的基础上加工卡槽321实现。静力水准管筒3主要结构包括筒盖31、筒体32和底座33。其中底座33由两片直径φ60mm、厚5mm的钢板加工而成，其中一片位于下部作为与基础的连接板，另一片作为上部作为与筒体32的连接板，两钢板之间用螺杆连接。筒体32采用φ40mm*5mm、长200mm的钢管而成，底部焊上φ30mm、厚5mm的圆钢板封死，封住底部后再与底座33顶部焊接，底部钻出直径为φ10mm的圆孔，焊接上外径为φ14mm壁厚2mm的钢管用于与连通管结构4的连接。筒体32上部加工高15mm的m20标准外螺纹，顶部加工三个高为6mm、拱直径为φ40mm的倒门拱形缺口，作为卡槽321，缺口在筒体顶部管口处均匀分布，即两两之间对应的圆心角为120
°
。筒盖31则采用φ40mm*5mm，高20mm的圆钢管加工而成，钢管顶部焊上φ30mm、厚5mm的圆钢板封死，并在圆钢板中心钻直径φ5mm的圆孔作为透气孔，钢管内侧下部加工高为15mm的m20标准内螺纹，用于与筒体32进行螺纹连接。
50.连接管结构4为市面上可采购到的三通管接软管，三通管主管接水准管筒底座33中心的钢管，支管接软管与其他测点的静力水准管筒3连通，三通管与软管型号配套。
51.本实用新型在某水电站工程进行现场试验，该工程基础廊道设计有一套移动测读式静力水准系统，共有1个基点和8个测点。根据监测设计要求，需要每周进行一次水位测量
工作。
52.每次测量时，测量人员通过水准仪把手12手持移动测读静力水准仪沿测线对各点水位进行测量。测量过程如下：
53.第一步先将专用对中连接件2通过螺纹连接到水准仪连接管13上，需拧紧到底。第二步将测点静力水准管筒3的筒盖31拧下，将专用对中连接件对中部22插入筒体32，同时调整仪器角度，使卡销23正对着卡槽321卡入，卡入后，专用对中连接件2与静力水准管筒3之间同轴且相对固定住，因而移动测读静力水准仪1位置也固定下来。第三步测量人员通过水准仪把手12轻轻扶住移动测读静力水准仪1，点击开始测量按钮，仪器开始自动化测量和数据保存。待测量完成后，测量人员第四步把移动测读静力水准仪1取下，并盖回筒盖31。
54.至此，一个测点的测量工作结束，之后到下一个测点重复上述步骤，换测点期间，专用对中连接件2可以不取下，在测量时可以省略第一步，但是测量前需要检查专用对中连接件2是否松动，如有，需重新拧紧。
55.在使用移动测读静力水准仪1对静力水准管筒3内水位进行测量时，可以将专用对中连接件2安装在移动测读静力水准仪1上，安装了专用对中连接件2的移动测读静力水准仪1可以通过卡销23和卡槽321实现水准仪主体11的强制对中定位、高程定位、强制同轴和相对固定。对中安装的移动测读静力水准仪1几何中心和重心落在筒体32上，有利于测量时仪器的稳固，测量人员只需轻轻扶住，避免了人力对测量结构的影响，有利于提高测量精度和效率，方便了测量工作。
56.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。