本發(fā)明屬于地質測量設備設施，具體涉及一種柔性測斜裝置及其測斜系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著城市化進程的加快以及基礎設施建設規(guī)模的不斷擴大，確保各類結構物的安全性和穩(wěn)定性成為了工程界面臨的一項重要挑戰(zhàn)。特別是在地震頻發(fā)地區(qū)或地質條件復雜的環(huán)境中，對隧道、邊坡、橋梁及建筑物等關鍵基礎設施進行有效的健康監(jiān)測顯得尤為重要。為了應對這一需求，近年來基于mems(微機電系統(tǒng))技術的傳感器陣列組件(saa,sensorarray?assembly)得到了快速發(fā)展和廣泛應用。

2、mems技術是將傳統(tǒng)機械部件與電子元件結合在同一芯片上的創(chuàng)新方法，它使得傳感器能夠實現(xiàn)小型化、集成度高且成本效益好。mems傳感器以其體積小、重量輕、功耗低等特點，在多種領域展現(xiàn)出了強大的應用潛力。特別是對于需要長時間連續(xù)監(jiān)測的應用場景而言，mems技術提供的解決方案具有顯著優(yōu)勢。

3、saa是一種由多個mems傳感器組成的陣列，這些傳感器被設計用來共同工作以提供關于特定對象或環(huán)境狀態(tài)的全面信息。在結構健康監(jiān)測(shm)領域，saa通常包含但不限于加速度計、傾角儀、應變計等多種類型的傳感器。通過合理布局并連接至數(shù)據(jù)采集與處理單元，saa能夠實時收集并分析目標結構的關鍵參數(shù)變化情況，通過采用saa陣列將每個測量點的傾斜角度轉換為相應的線段坐標，可以表示整個結構段落的形狀變化。這種技術通常用于監(jiān)測結構物的變形，例如隧道、邊坡或建筑物的穩(wěn)定性監(jiān)測。每個傳感器節(jié)點記錄的傾斜角度通過累積效應，可以確定段落中每個點的相對位置，并通過將這些點的位置用線段連接起來，可以在二維或三維空間中表示整個段落的形變情況。這一技術對地質監(jiān)測、建筑結構健康監(jiān)測等領域具有重要應用價值。

4、但是，在應用saa陣列的過程中，也存在一些問題，現(xiàn)有的saa陣列采用固定長度的單元節(jié)(如50cm或100cm)來布置傳感器。同一個鉆孔中，單元節(jié)的長度是固定不變的，且設備總長度定制后，在現(xiàn)場不可以再做改變，然而，現(xiàn)有的saa陣列設計方案在應急項目中存在一定的局限性，特別是在鉆孔深度不確定的情況下，無法根據(jù)鉆孔的實際需求進行調整，導致傳感器布置密度在整個鉆孔中是均勻的，無法滿足不同區(qū)域的差異化監(jiān)測需求。

5、基于現(xiàn)有技術存在如上述技術問題，本發(fā)明提供一種柔性測斜裝置及其測斜系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種柔性測斜裝置及其測斜系統(tǒng)。

2、本發(fā)明采用以下技術方案：

3、為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，一方面，提供一種柔性測斜裝置，包括柔性測斜鏈和間隔的包覆在所述柔性測斜鏈上的若干剛性單元節(jié)，其中，所述柔性測斜鏈和所述剛性單元節(jié)沿其長度方向可切割；

4、所述柔性測斜鏈包括若干mems傳感器、柔性管和基準線，所述mems傳感器封裝在所述柔性管內，且通過總線連接，所述柔性管的內壁和所述mems傳感器之間填充有灌封膠，所述基準線設置在所述柔性管內以用于作為所述剛性單元節(jié)的定位基準。

5、進一步地，所述柔性管上設有凱夫拉線。

6、進一步地，所述剛性單元節(jié)包括第一弧形槽、第二弧形槽、第一c型彈簧和第二c型彈簧，所述第一弧形槽扣合在所述第二弧形槽上構成管狀體以對所述柔性測斜鏈進行包覆，所述第一c型彈簧和所述第二c型彈簧分別卡設在所述管狀體的兩端。

7、進一步地，所述mems傳感器上集成有mems重力加速度傳感器、溫度傳感器和mcu模塊，所述mems重力加速度傳感器和所述溫度傳感器均連接于所述mcu模塊，所述mcu模塊連接于所述總線。

8、進一步地，所述凱夫拉線嵌設在所述柔性管內。

9、進一步地，所述剛性單元節(jié)還包括扣合結構，所述扣合結構包括所述第一弧形槽的扣合面上設有的凹槽和第二弧形槽的扣合面上設有的凸臺，所述凸臺能夠卡設在所述凹槽內，或

10、所述扣合結構包括所述第二弧形槽的扣合面上設有的凹槽和第一弧形槽的扣合面上設有的凸臺，所述凸臺能夠卡設在所述凹槽內。

11、進一步地，所述剛性單元節(jié)為金屬材質。

12、進一步地，所述柔性測斜裝置還包括連接在所述柔性管一端的接頭，所述接頭包括固定螺母、鎖頭、電纜鎖母和密封圈，所述鎖頭內設有容納所述柔性管的第一容腔和容納所述總線的第二容腔，所述密封圈設置在所述電纜鎖母的內圈和所述鎖頭的一端之間，所述固定螺母與鎖頭的另一端通過螺紋配合，擰緊所述固定螺母，所述鎖頭的另一端壓緊并嵌入所述柔性管的管壁。

13、為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，另一方面，提供一種柔性測斜系統(tǒng)，包括采集站、套管和權利要求1-8任一項所述的柔性測斜裝置，所述柔性測斜裝置安裝在所述套管內，所述套管插入預先鉆設的孔內，所述柔性測斜裝置連接于所述采集站以發(fā)送采集的數(shù)據(jù)。

14、進一步地，所述柔性測斜裝置在所述套管內呈z形排列。

15、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于：

16、本發(fā)明所述柔性測斜裝置及其測斜系統(tǒng)，采用可切割的柔性測斜鏈和剛性單元節(jié)，能夠便利的調整柔性測斜鏈和剛性單元節(jié)的長度尺寸，實現(xiàn)柔性測斜裝置的長度可調整；能夠使柔性測斜鏈上包含不同長度的剛性單元節(jié)，以便在一個鉆孔中，根據(jù)不同區(qū)域的監(jiān)測需求布置不同密度的傳感器，能夠針對具體位置提供更為精確的數(shù)據(jù)，確保關鍵區(qū)域得到充分監(jiān)控，同時避免不必要的資源浪費。

技術特征：

1.一種柔性測斜裝置，其特征在于，包括柔性測斜鏈和間隔的包覆在所述柔性測斜鏈上的若干剛性單元節(jié)，其中，所述柔性測斜鏈和所述剛性單元節(jié)沿其長度方向可切割；

2.根據(jù)權利要求1所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述柔性管上設有凱夫拉線。

3.根據(jù)權利要求1所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述剛性單元節(jié)包括第一弧形槽、第二弧形槽、第一c型彈簧和第二c型彈簧，所述第一弧形槽扣合在所述第二弧形槽上構成管狀體以對所述柔性測斜鏈進行包覆，所述第一c型彈簧和所述第二c型彈簧分別卡設在所述管狀體的兩端。

4.根據(jù)權利要求1所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述mems傳感器上集成有mems重力加速度傳感器、溫度傳感器和mcu模塊，所述mems重力加速度傳感器和所述溫度傳感器均連接于所述mcu模塊，所述mcu模塊連接于所述總線。

5.根據(jù)權利要求2所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述凱夫拉線嵌設在所述柔性管內。

6.根據(jù)權利要求3所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述剛性單元節(jié)還包括扣合結構，所述扣合結構包括所述第一弧形槽的扣合面上設有的凹槽和第二弧形槽的扣合面上設有的凸臺，所述凸臺能夠卡設在所述凹槽內，或

7.根據(jù)權利要求3所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述剛性單元節(jié)為金屬材質。

8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的柔性測斜裝置，其特征在于，所述柔性測斜裝置還包括連接在所述柔性管一端的接頭，所述接頭包括固定螺母、鎖頭、電纜鎖母和密封圈，所述鎖頭內設有容納所述柔性管的第一容腔和容納所述總線的第二容腔，所述密封圈設置在所述電纜鎖母的內圈和所述鎖頭的一端之間，所述固定螺母與鎖頭的另一端通過螺紋配合，擰緊所述固定螺母，所述鎖頭的另一端壓緊并嵌入所述柔性管的管壁。

9.一種柔性測斜系統(tǒng)，其特征在于，包括采集站、套管和權利要求1-8任一項所述的柔性測斜裝置，所述柔性測斜裝置安裝在所述套管內，所述套管插入預先鉆設的孔內，所述柔性測斜裝置連接于所述采集站以發(fā)送采集的數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權利要求9所述的柔性測斜系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性測斜裝置在所述套管內呈z形排列。

技術總結
本發(fā)明提出一種柔性測斜裝置及其測斜系統(tǒng)，采用可切割的柔性測斜鏈和剛性單元節(jié)，能夠便利的調整柔性測斜鏈和剛性單元節(jié)的長度尺寸，實現(xiàn)柔性測斜裝置的長度可調整；能夠使柔性測斜鏈上包含不同長度的剛性單元節(jié)，以便在一個鉆孔中，根據(jù)不同區(qū)域的監(jiān)測需求布置不同密度的傳感器，能夠針對具體位置提供更為精確的數(shù)據(jù)，確保關鍵區(qū)域得到充分監(jiān)控，同時避免不必要的資源浪費。

技術研發(fā)人員：周新星,王福平,黃凱
受保護的技術使用者：溫州工程勘察院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15