基坑位移自动监测系统

摘要

本发明公开了一种基坑位移自动监测系统，涉及工程施工监测领域，旨在解决现有的基坑监测方式，过于依赖人工，且无法做到全天候监测影响使用效果的问题，其技术方案要点是，包括：检测装置，包括多组对射光栅，所述对射光栅包括分别设置于基坑上方和底部的发射子光栅和接收子光栅；控制装置，连接于对射光栅的数据输出端；警示装置，连接于控制装置；当基坑侧壁位移突入对射光栅的探测光幕，所述控制装置控制警示装置发出提示信息。本发明的基坑位移自动监测系统，可以自动、全天候对基坑位移做监测，从而可以提高基坑监测效果，提高工程施工安全性。

权利要求

1.一种基坑位移自动监测系统，其特征在于，包括：

检测装置，包括多组对射光栅（1），所述对射光栅（1）包括分别设置于基坑上方和底部的发射子光栅（11）和接收子光栅（12），所述对射光栅（1）的探测光幕位于基坑侧壁朝向基坑中心一侧，且贴近基坑的侧壁；

控制装置，连接于对射光栅（1）的数据输出端，接收并响应光栅扫描结果，根据光栅扫描结果输出控制信号；

警示装置，连接于控制装置，接收并响应控制信号，根据控制信号发出提示信息；

当基坑侧壁位移突入对射光栅（1）的探测光幕，所述控制装置控制警示装置发出提示信息；

所述控制装置包括用作数据处理的现场控制器（21），所述警示装置包括声光报警器（3），所述声光报警器（3）电信号连接于现场控制器（21）；

还包括若干定位杆（4），所述定位杆（4）一端设置有用于连接发射子光栅（11）或接收子光栅（12）的连接件（5），所述发射子光栅（11）或接收子光栅（12）通过连接件（5）设置在定位杆（4）侧面，当所述定位杆（4）竖直设置于基坑底部，所述发射子光栅（11）或接收子光栅（12）位于基坑上方；

所述定位杆（4）的重心位于定位杆（4）远离连接件（5）的一端；

所述定位杆（4）远离连接件（5）一端的端部呈锥状，且锥状的尖端朝外；

还包括防护座（6），所述防护座（6）上开设有契合发射子光栅（11）或接收子光栅（12）的容纳槽（61），所述容纳槽（61）呈上开口结构，所述发射子光栅（11）或接收子光栅（12）置于容纳槽（61），且探测端朝向容纳槽（61）的开口侧，所述防护座（6）下部设置有固定锥（62），所述固定锥（62）朝向背离防护座（6）一侧延伸。

2.根据权利要求1所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述连接件（5）呈C状且具有C状开口，所述连接件（5）的C状开口契合发射子光栅（11）或接收子光栅（12），且具有弹性，所述连接件（5）的C状开口朝下，所述发射子光栅（11）或接收子光栅（12）被夹持于连接件（5）的C状开口内。

3.根据权利要求2所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述连接件（5）的C状开口内开设有多个防滑槽（51），所述连接件（5）侧面穿设并螺纹连接有若干定位螺栓（52），所述定位螺栓（52）一端置于连接件（5）外侧，另一端抵触发射子光栅（11）或接收子光栅（12）。

4.根据权利要求1所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述容纳槽（61）的开口边沿设置有若干挡板（63），所述挡板（63）呈倾斜设置，且倾斜面朝向容纳槽（61），所述对射光栅（1）的探测光幕自若干挡板（63）之间穿过。

5.根据权利要求1或4所述的基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述现场控制器（21）连接有无线通讯模块（22），所述无线通讯模块（22）无线连接一云端服务器，并通过云端服务器连接有监控计算机（23）。

说明书

基坑位移自动监测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工程施工监测领域，更具体地说，它涉及一种基坑位移自动监测系统。

背景技术

[0002] 基坑坍塌是工程施工过程中发生次数相对较多的安全事故，不仅仅带来大量经济损失还会造成人员伤亡。

[0003] 为了避免基坑坍塌带来的各种问题，现有的做法大多是每隔一段时间采用全站仪等设备对对基坑的侧壁做变形位移检测，以及时发现基坑坍塌前兆，并提示相关工作人员做出反应。

[0004] 上述做法人工依赖性较强，且无法做到全天候的监测，导致监测效果不佳，因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基坑位移自动监测系统，可以自动、全天候对基坑位移做监测，从而可以提高基坑监测效果，提高工程施工安全性。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基坑位移自动监测系统，包括：

[0007] 检测装置，包括多组对射光栅，所述对射光栅包括分别设置于基坑上方和底部的发射子光栅和接收子光栅，所述对射光栅的探测光幕位于基坑侧壁朝向基坑中心一侧，且贴近基坑的侧壁；

[0008] 控制装置，连接于对射光栅的数据输出端，接收并响应光栅扫描结果，根据光栅扫描结果输出控制信号；

[0009] 警示装置，连接于控制装置，接收并响应控制信号，根据控制信号发出提示信息；

[0010] 当基坑侧壁位移突入对射光栅的探测光幕，所述控制装置控制警示装置发出提示信息。

[0011] 通过采用上述技术方案，当基坑的侧壁发生位移时，其会逐渐突入对射光栅的探测光幕，使得对射光栅输出的检测值发生变化，从而控制装置可以根据变化的检测值做出响应，判定基坑位移并开启警示装置提示工作人员；本发明的设置可以自动，且全天候的对基坑位移情况做出监测，并及时提示工作人员，从而可以提高施工安全性。

[0012] 本发明进一步设置为：所述控制装置包括用作数据处理的现场控制器，所述警示装置包括声光报警器，所述声光报警器电信号连接于现场控制器。

[0013] 通过采用上述技术方案，在通过对射光栅感知到基坑位移后，本发明通过现场控制器控制声光报警器发出提示信息提示工作人员。

[0014] 本发明进一步设置为：还包括若干定位杆，所述定位杆一端设置有用于连接发射子光栅或接收子光栅的连接件，所述发射子光栅或接收子光栅通过连接件设置在定位杆侧面，当所述定位杆竖直设置于基坑底部，所述发射子光栅或接收子光栅位于基坑上方。

[0015] 通过采用上述技术方案，发射子光栅或接收子光栅固定在竖立于基坑内的定位杆，且位于的基坑上方，以配合的另一位于基坑底部的发射子光栅或接收子光栅构成探测光幕监测基坑侧壁位移情况。

[0016] 本发明进一步设置为：所述连接件呈C状且具有C状开口，所述连接件的C状开口契合发射子光栅或接收子光栅，且具有弹性，所述连接件的C状开口朝下，所述发射子光栅或接收子光栅被夹持于连接件的C状开口内。

[0017] 通过采用上述技术方案，发射子光栅或接收子光栅通过C状的连接件固定在定位杆上，且因为是被夹持固定，所以在必要时可以拆卸。

[0018] 本发明进一步设置为：所述连接件的C状开口内开设有多个防滑槽，所述连接件侧面穿设并螺纹连接有若干定位螺栓，所述定位螺栓一端置于连接件外侧，另一端抵触发射子光栅或接收子光栅。

[0019] 通过采用上述技术方案，可以通过防滑槽增强连接件和发射子光栅、接收子光栅之间的摩擦力；可以通过定位螺栓抵触发射子光栅或接收子光栅，以加强连接件对发射子光栅或接收子光栅的固定效果。

[0020] 本发明进一步设置为：所述定位杆的重心位于定位杆远离连接件的一端。

[0021] 通过采用上述技术方案，可以减少定位杆竖立时，定位杆受连接件影响重心不稳干扰竖立状态的问题。

[0022] 本发明进一步设置为：所述定位杆远离连接件一端的端部呈锥状，且锥状的尖端朝外。

[0023] 通过采用上述技术方案，定位杆可以借助锥状的端部插设在基坑内，从而安装更为方便。

[0024] 本发明进一步设置为：还包括防护座，所述防护座上开设有契合发射子光栅或接收子光栅的容纳槽，所述容纳槽呈上开口结构，所述发射子光栅或接收子光栅置于容纳槽，且探测端朝向容纳槽的开口侧，所述防护座下部设置有固定锥，所述固定锥朝向背离防护座一侧延伸。

[0025] 通过采用上述技术方案，设置在基坑底部的发射子光栅或接收子光栅放置在防护座的容纳槽内，而防护座又通过底部的固定锥插设基坑的方式固定。

[0026] 本发明进一步设置为：所述容纳槽的开口边沿设置有若干挡板，所述挡板呈倾斜设置，且倾斜面朝向容纳槽，所述对射光栅的探测光幕自若干挡板之间穿过。

[0027] 通过采用上述技术方案，可以利用挡板在一定程度上防止污物（主要为泥土）掉落在发射子光栅或接收子光栅上，以避免影响使用效果。

[0028] 本发明进一步设置为：所述现场控制器连接有无线通讯模块，所述无线通讯模块无线连接一云端服务器，并通过云端服务器连接有监控计算机。

[0029] 通过采用上述技术方案，施工管理人员可以通过监管计算机，借助无线通讯模块和云端服务器获取对射光栅的监测情况，以便对基坑进行监管。

[0030] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0031] 1、设置对射光栅，对射光栅包括发射子光栅或接收子光栅，且连接有现场控制器，现场控制器连接有声光报警器；发射子光栅或接收子光栅分别置于基坑上方和底部，构成的探测光幕位于基坑侧壁前部，且贴近基坑侧壁；当基坑侧壁发生位移突入探测光幕，现场控制器控制声光报警器开启，以提示工作人员，由于本发明可以自动，全天候对基坑位移做监测，所以可以提高施工安全性；

[0032] 2、现场控制器连接无线通讯模块，无线通讯模块连接云端服务器，并通过云端服务器连接监控计算机，从而工作人员可以通过监控计算机对基坑位移情况做监测。

附图说明

[0033] 图1为本发明的结构示意图，用以展示整体结构；

[0034] 图2为本发明的爆炸视图，主要用以展示连接件和对射光栅的结构；

[0035] 图3为本发明的系统框图，主要用以展示现场控制器的控制结构。

[0036] 图中：1、对射光栅；11、发射子光栅；12、接收子光栅；21、现场控制器；22、无线通讯模块；23、监控计算机；3、声光报警器；4、定位杆；5、连接件；51、防滑槽；52、定位螺栓；6、防护座；61、容纳槽；62、固定锥；63、挡板；64、盖板；65、通槽。

具体实施方式

[0037] 下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

[0038] 基坑位移自动监测系统，参照图1和图2，包括多组对射光栅1，对射光栅1包括作为发射端的发射子光栅11和作为接收端的接收子光栅12。

[0039] 在使用时，在发射子光栅11安装在基坑的底座且靠近侧壁，接收子光栅12设置在发射子光栅11的正上方，且位于基坑上方。发射子光栅11和接收子光栅12开启后，两者之间建立探测光幕；安装时，要求探测光幕尽量贴近基坑侧壁。

[0040] 参照图3，对射光栅1（一般为接收子光栅12）数据连接有控制装置用于控制，控制装置包括现场控制器21，现场控制器21可以是以MCU、PLC或CPU等为核心的控制单元，现场控制器21配置有对外数据交互口。

[0041] 现场控制器21连接有警示装置，警示装置包括声光报警器3，声光报警器3串联至一继电器的常开触点，继电器电信号连接于现场控制器21。声光报警器3安装在基坑附近，且电信号连接于现场控制器21。

[0042] 使用时，当基坑侧壁发生位移并突入探测光幕，对射光栅1输出至现场控制器21的检测值发生变化，此时现场控制器21根据变化的检测值判定基坑侧壁发生位移，并控制声光报警器3开启，以提示工作人员及时作出反应，提高施工的安全性。

[0043] 参照图2，为了方便将对射光栅1安装在基坑指定位置，设置有定位杆4，定位杆4呈长方体状，其使用时竖直插设在基坑底部；定位杆4竖直时，上端高出基坑。

[0044] 在定位杆4高出基坑的一端设置有连接件5，通过连接件5可以将发射子光栅11或接收子光栅12安装在定位杆4上。连接件5可选择多种形式，可采用固定夹等，本发明中连接件5优选设置为C状且具有C状开口。

[0045] 连接件5通过螺栓连接于一连接块，连接块固定连接于定位杆4的上端，从而实现将连接件5固定连接于定位杆4。C状的连接件5具有弹性，采用强度较好的塑料制成，发射子光栅11或接收子光栅12被夹持固定在连接件5的C状开口内，以实现安装固定。发射子光栅11或接收子光栅12的探测端朝向连接件5的开口侧，即朝下。

[0046] 为加强连接件5对发射子光栅11或接收子光栅12的夹持效果，在连接件5的C状开口内开设有若干防滑槽51，以增大连接件5和子光栅之间的摩擦，加强夹持效果。进一步的，在连接件5的侧面穿设并螺纹连接有若干定位螺栓52，定位螺栓52一端置于连接件5的外侧，另一端穿设连接件5抵触在发射子光栅11或接收子光栅12上，以进一步加强固定效果。

[0047] 参照图2，由于定位杆4的上端（竖直时）连接有子光栅、设置有连接件5，所以上端重量相对较大，此时为了避免重心过高，影响定位杆4的竖立效果，对定位杆4设置，将定位杆4的重心设置在远离连接件5的一端，即下端。

[0048] 对定位杆4下移重心的方式多种，本发明优选将定位杆4设置为尖端朝上的锥状或定位杆4下端采用密度较大的材质制成。

[0049] 为了方便将定位杆插设在基坑内，对定位杆4做更进一步的改进，将定位杆4远离连接件5一端的端部设置为锥状，且锥状的尖端朝下。

[0050] 参照图2，对射光栅1使用时，一子光栅在上，依靠连接件5固定，另一子光栅在下，置于基坑底部。为了对位于基坑底部的发射子光栅11或接收子光栅12固定，设置防护座6，防护座6呈长方体。在防护座6上开设有契合子光栅的容纳槽61，容纳槽61呈上开口结构。在防护座6的下部固定连接有固定锥62，固定锥62的尖端朝下。

[0051] 使用时，先将发射子光栅11或接收子光栅12卡定在容纳槽61内，接着利用固定锥62插设基坑，将防护座6固定在连接件5的正下方即可。

[0052] 参照图2，为了防止污物直接落在防护座6内的子光栅上，在容纳槽61的开口边沿一体成型有挡板63，挡板63呈倾斜设置，且一侧倾斜面朝向容纳槽61。挡板63的设置可以在一定程度上阻止污物落在子光栅上。对射光栅1的探测光幕从多个挡板63之间穿过。

[0053] 由于挡板63的设置阻碍将子光栅放入取出容纳槽61，所以容纳槽61一端设置为开口，并在开口处通过螺栓固定连接有合适的盖板64。在盖板64上还开设有通槽65，避免雨水进入积留在容纳槽61影响使用效果。

[0054] 参照图3，由于实际使用本发明时，受到的影响因素过多，因此现场控制器21设置为数据连接有无线通讯模块22，无线通讯模块22选择以GPRS/GSM/3G/4G通讯的数传终端即可（物联网通讯模块），无线通讯模块22无线连接一云端服务器，并通过云端服务器连接有监控计算机23。监控计算机23设置在施工监控中心，由相应施工管理人员操作，以便监管人员及时了解基坑位移情况。

[0055] 为加强使用效果，对射光栅1选择市面上可同步判断通过探测光幕物体大小的对射光栅1，以加强监管效果。

[0056] 使用过程：先将发射子光栅11和接收子光栅12分别安装固定在连接件5的C状开口和容纳槽61内，接着移动定位杆4并将其插设在基坑底部，要求位于连接件5上的子光栅的探测面贴近基坑侧壁；然后将防护座6通过固定锥62插设基坑底部，且位于连接件5的下方，此时两个子光栅之间构成探测光幕（已连接电源）。

[0057] 当基坑侧壁发生位移并突入探测光幕，此时现场控制器21根据对射光栅1输出的变化检测值判定基坑侧壁发生位移，并控制声光报警器3开启，以提示工作人员及时作出反应，提高施工的安全性；对射光栅1的探测数据同时通过无线通讯模块22传输给监控计算机23，以便施工管理人员对基坑位移做监控。

[0058] 综上所述，本发明可以自动、全天候对基坑位移做监测，从而可以提高基坑监测效果，提高工程施工安全性。

[0059] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。