一种房屋倾斜监测预警装置

摘要

本发明涉及房屋倾斜监测系统，尤其涉及一种房屋倾斜监测预警装置。包括：绝缘外壳及悬挂在绝缘外壳内的磁吸球；所述磁吸球周侧设置轴线过磁吸球球心的半环形应力传感器；所述磁吸装置连接应力传感器，应力传感器上设置位置传感器。本发明自动化程度高，安装实施人员只需将检测盒正确的固定在墙面上，实施简单。

权利要求

1.一种房屋倾斜监测预警装置，包括：绝缘外壳(1)及悬挂在绝缘外壳(1)内的磁吸球(5)；

其特征在于：所述磁吸球(5)周侧设置轴线过磁吸球(5)球心的半环形应力传感器(3)；

磁吸装置(2)连接所述应力传感器(3)，应力传感器(3)上设置位置传感器(9)；应力传感器(3)捕捉磁吸球(5)撞击磁吸装置(2)的应力并由位置传感器(9)记录撞击的位置后通过微型处理器(8)判断出房屋是否倾斜及倾斜方向和角度；上述房屋倾斜监测预警装置监测房屋倾斜方法如下：①正常状态下，房屋未发生倾斜，此时磁吸装置(2)通电，磁吸球(5)撞击应力传感器(3)，得到的应力为F1；

②若房屋向水平轴线左侧倾斜，磁吸球(5)受重力影响始终竖直向下，而磁吸装置(2)及应力传感器(3)固定在绝缘外壳(1)内壁，会随房屋一同倾斜，此时得到应力F2；

③应力传感器(3)与磁吸球(5)距离缩短，且应力传感器(3)与磁吸球(5)之间的角度发生改变，应力F2小于F1，由此可以判断房屋为向左倾斜，F2越小则倾斜角度越大；

④同理，若房屋向水平轴线右侧倾斜，测得应力大于F1。

2.根据权利要求1所述的房屋倾斜监测预警装置，其特征在于：上述房屋倾斜监测预警装置监测房屋倾斜角度方法如下：①记录出房屋未发生倾斜时磁吸球(5)碰撞应力传感器(3)的位置B；

②记录出房屋发生倾斜时磁吸球(5)碰撞应力传感器(3)的位置A；

③由于A点和B点距离磁吸球(5)球心之间的距离是已知的，利用三角定理测量出B点至A点的偏转角度即房屋倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的房屋倾斜监测预警装置，其特征在于：所述磁吸球两侧分别设置一个半环形应力传感器(3)，两个应力传感器(3)与磁吸装置(2)的位置为以磁吸球(5)球心呈中心对称排布。

4.根据权利要求3所述的房屋倾斜监测预警装置，其特征在于：上述两个半环形应力传感器(3)合并为一个整体的圆环型应力传感器(3)。

说明书

一种房屋倾斜监测预警装置

技术领域

[0001] 本发明涉及房屋倾斜监测系统，尤其涉及一种房屋倾斜监测预警装置。

背景技术

[0002] 房屋垂直度检测是通过测量房屋的倾斜度来判断地基是否发生不均匀沉降、竖向承重构件是否发生变形，是建筑结构检测中一项重要检测内容，建筑垂直测量通常有两种方法:内控法和外控法。外控法是在建筑物周围设置控制点，要求施工现场宽阔，无障碍物，通视情况良好。内控法是在建筑物内部设置控制点网，用垂准线原理进行竖向投测，优点是不受外界条件限制，可以全天候工作。

[0003] 1、全站仪：目前全站仪在房屋倾斜度检测的应用较为普遍，采用人工观测的手段测量建筑物的倾斜程度；

[0004] 2、吊锤：检测时需要一人靠近测量高度处手持吊锤缓缓放下，另一人在房屋底部进行测量。

[0005] 这些监测方式存在以下问题和缺点：

[0006] 1、自动化程度低，对检测操作人员的要求较高，操作水平对检测误差的影响很大；

[0007] 2、检测人员需要对大量的楼房进行排查，耗时耗力。检测仪器重量大，携带不便，增加了检测负担。

发明内容

[0008] 一种房屋倾斜监测预警装置，包括：绝缘外壳及悬挂在绝缘外壳内的磁吸球；所述磁吸球周侧设置轴线过磁吸球球心的半环形应力传感器；所述磁吸装置连接应力传感器，应力传感器上设置位置传感器；应力传感器捕捉磁吸球撞击磁吸装置的应力并由位置传感器记录撞击的位置后通过微型处理器判断出房屋是否倾斜及倾斜方向。

[0009] 上述房屋倾斜监测预警装置监测房屋倾斜方法如下：

[0010] ①正常状态下，房屋未发生倾斜，此时磁吸装置通电，磁吸球撞击应力传感器，得到的应力为F1；

[0011] ②若房屋向水平轴线左侧倾斜，磁吸球受重力影响始终竖直向下，而磁吸装置及应力传感器固定在绝缘外壳内壁，会随房屋一同倾斜，此时得到应力F2；

[0012] ③应力传感器与磁吸球距离缩短，且传感器与磁吸球之间的角度发生改变，应力F2小于F1，由此可以判断房屋为向左倾斜，F2越小则倾斜角度越大；

[0013] ④同理，若房屋向水平轴线右侧倾斜，测得应力大于F1。

[0014] 上述房屋倾斜监测预警装置监测房屋倾斜角度方法如下：

[0015] ①记录出房屋未发生倾斜时磁吸球5碰撞应力传感器3的位置B；

[0016] ②记录出房屋发生倾斜时磁吸球5碰撞应力传感器3的位置A；

[0017] ③由于A点和B点距离磁吸球5球心之间的距离是已知的，利用三角定理测量出B点至A点的偏转角度即房屋倾斜角度。

[0018] 本发明有益效果：

[0019] 1、自动化程度高，安装实施人员只需将检测盒正确的固定在墙面上，实施简单。

[0020] 2、测量过程不需要专业测量人员来到现场，只需要在后台监控状态即可。且该装置移动方便。

附图说明

[0021] 图1为房屋倾斜测量装置的效果图。

[0022] 图2为房屋倾斜测量装置的纵剖面示意图。

[0023] 图3为房屋倾斜测量装置的角度测量原理示意图

[0024] 图4为房屋倾斜测量装置实施例一通电磁场模拟图。

[0025] 图5为房屋倾斜测量装置实施例二效果图。

[0026] 图6为房屋倾斜测量装置实施例二通电磁场模拟图。

[0027] 图7为房屋倾斜测量装置实施例三通电磁场模拟图。

具体实施方式

[0028] 本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。

[0029] 如图1所示，所述房屋倾斜监测预警装置，包括：绝缘外壳1，磁吸装置2，应力传感器3，钢丝绳4，磁吸球5，电源6，远程开关7，微型处理器8，位置传感器9；

[0030] 所述房屋倾斜监测预警装置，外部设置为绝缘外壳1安装在楼房外立面，绝缘外壳1始终贴合在墙壁上，绝缘外壳1的底部方向为水平方向，所述绝缘外壳1底部垂直平分线为水平轴线，绝缘外壳1内部沿水平轴线，设置磁吸装置2，磁吸装置2可以为各种形态，直线型，U型等，磁吸装置2一端与在绝缘外壳1内部贴合，另一端设置半环形应力传感器3，应力传感器3用粘合剂牢固地粘贴在磁吸装置2的一端，中间可设置胶膜、玻璃纤维布等，所述微型处理器8固定在应力传感器3旁，并与应力传感器3相连接；所述应力传感器3上设有位置传感器9可检测磁吸球碰撞应力传感器的具体位置，继而测量出具体的倾斜角度。继续沿水平轴线方向，在距离应力传感器3前端设置磁吸球5，磁吸球5球心过应力传感器3轴线且磁吸球5垂直于水平轴线方向由钢丝绳4连接，钢丝绳4一端固定在磁吸球5上，另一端固定在与水平轴线平行上部的绝缘外壳1内。所述电源6可固定与磁吸装置2一侧的内壁上，也可不固定放置在盒内，方便用户更换电源6即可。所述开关通过导线与电源6连接，开关可通过无线信号与后端程序连接远程控制；

[0031] 所述绝缘外壳1用于保护内部装置不受外界天气与其他电磁信号干扰，且支撑内部装置的摆设；

[0032] 所述磁吸装置2利用电流的磁效应，磁吸装置2线圈可快速充磁与消磁，从而改变磁吸球5的运动状态；

[0033] 所述应力传感器3用于测量磁吸装置2通电有磁性，从而吸引磁吸球5向应力传感器3撞击。应力传感器3用于捕捉磁吸球5的应力，将机械应力即物理信号转变为电信号，记录磁吸球5的撞击力大小，可检测房屋是否发生倾斜，倾斜方向。

[0034] 所述位置传感器9附着在应力传感器3上，用于记录磁吸球5撞击应力传感器的具体撞击点。

[0035] 具体工作过程为：

[0036] 如图2所示，纵向剖面展示测量原理，为了便于理解将省去与原理无关的组件，且图中标准尺寸为按比例缩放尺寸。且图中所示测量线段为纵向剖面的投影线段。虚线部分为房屋倾斜时状态，标引数字为倾斜时磁吸球5与应力传感器5的距离。房屋未倾斜状态下，房屋未发生倾斜，则连接磁吸球5的钢丝绳4与应力传感器3为平行关系，此时磁吸装置2通电，磁吸球5撞击应力传感器3，得到应力为F1，若房屋向水平轴线左侧倾斜，磁吸球5受重力影响始终竖直向下，而磁吸装置2及应力传感器3固定在绝缘外壳1内壁，会随房屋一同倾斜，此时得到应力F2。应力传感器3与磁吸球5距离缩短，且传感器3与磁吸球5之间的角度发生改变，应力F2小于F1，由此可以判断房屋为向左倾斜，F2越小则倾斜角度越大；同理，若房屋向水平轴线右侧倾斜，测得应力大于F1，系统设置了预警阀值当应力检测小于最低安全值或大于最高安全值时，则向后台系统发送预警消息；

[0037] 如图3所示，为了准确检测房屋的倾斜角度，在所述应力传感器3上设置有位置传感器9，图中A点为房屋发生倾斜时与应力传感器3碰撞的位置，图中B点为房屋未发生倾斜时与应力传感器3碰撞的位置。A点，B点距离磁吸球5的球心之间的距离已知，可利用三角定理测量点B至点A的偏转角度，即为房屋的倾斜角度。

[0038] 优选地，所述检测系统通过应力传感器3输出的电阻变化状态，可检测倾斜角度周期性变化，若一段时间持续倾斜，异常代码不同于上述安全阀值，向后台系统发送预警消息；

[0039] 所述钢丝绳4使得磁吸球5保持重力自然下垂状态；

[0040] 所述磁吸球5，利用与磁铁之间的相互作用力，从而将房屋倾斜角度的变化转化为机械应力；

[0041] 所述远程开关7，使得后台系统可以控制磁吸装置2的通电时间与频率；

[0042] 所述微型处理器8，接收应力传感器3传入的电信号，通过PLC控制编程转变为可视化数据传输到服务器后端系统；

[0043] 如图4所示，磁吸装置2连接半环形应力传感器3。沿同一水平面环绕磁吸球5。通电后磁吸装置2具有磁性，在通电后磁吸球5从磁感线稀疏向磁感线密集处运动，从而完成向应力传感器3撞击。

[0044] 所述设置半环形应力传感器3以及位置传感器9的半环形分布，是为了探知任意角度的房屋倾斜，以便于磁吸球5可以撞击到其他方向上的应力传感器3从而探知出房屋的具体倾斜方向。

[0045] 本实施例工作原理：

[0046] 系统远程连接开关，在电脑上建立TCP客户端，两者建立连接后完成通信。只要调用API，创建一个TCP服务器端。然后在电脑上通过后端程序创建一个客户端，客户端和服务器端的IP地址和端口号对上了，即可实现远程控制开关。磁吸装置2利用电流的磁效应，改变磁吸球5的运动状态，捕获磁吸球5撞击磁吸装置2的应力，若房屋倾斜撞击应力会发生改变，应力传感器3将物理信号转化为电信号，从而实现对房屋倾斜的监测。

[0047] 实施例二：

[0048] 如图5所示，所述房屋倾斜监测预警装置，外部设置为绝缘外壳1安装在楼房外立面，绝缘外壳1始终贴合在墙壁上，绝缘外壳1内部设置磁吸装置2，磁吸装置2一端与在绝缘外壳1内部贴合，另一端设置应力传感器3，所述应力传感器3为半环形，在距离应力传感器3前端设置磁吸球5，应力传感器3半环绕磁吸球5，且磁吸球5与磁吸装置2的距离为磁吸装置2磁力的有效距离。在磁吸球的另一侧设置同样的应力传感器3环绕以及磁吸装置2。所述磁吸球5两侧的应力传感器3与磁吸装置2的位置为以磁吸球5球心呈中心对称排布。

[0049] 如图6所示，两个半环形应力传感器3拼接的圆环，磁场可做到互不干扰，若房屋向左偏移，则左侧的磁吸装置2吸引磁吸球5撞击应力传感器3，反之相反。

[0050] 所述位置传感器9，磁吸球5高度的变化使得磁吸球5碰撞应力传感器3的位置变化，根据实施例一的碰撞应力大小检测，可判断磁吸球5距离应力传感器3的距离变化，根据能量守恒将势能转化为动能，应力传感器3再结合碰撞的位置信息，从而可判断出房屋的倾斜程度并作出预警处理。

[0051] 具体过程，如图2所示，若房屋向左倾斜，磁吸球5与应力传感器3的距离增大，且磁吸球5的位置增高，故应力增加且撞击位置比未发生倾斜碰撞位置的高度变高，若房屋向右倾斜，磁吸球5与应力传感器3的距离减小，且磁吸球5的位置降低，故应力减小且撞击位置比未发生倾斜碰撞位置的高度变低。由此可根据实施例一中三角定理估算房屋倾斜的角度。此过程为图中方向的倾斜过程，垂直于图中方向的倾斜也同理。

[0052] 优选地，在开启电源时，可以控制开单个磁吸装置2，或两个磁吸装置2同时开启，以获取更多的数据，以增强检测结果的准确性。

[0053] 实施例三：

[0054] 在所述实施例二的基础上将两个半环形应力传感器3合并为一个整体的圆环型应力传感器3，水平方向上圆环的直径两端分别设置磁吸装置2。与上述实施例二不同，圆环应力传感器3上分布均匀的磁感线，磁吸球5若发生偏移，则会撞击距离最近的应力传感器3，可以直接得出位置信息，偏移信息。