本申請涉及土木工程中的結構監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的校準裝置。

背景技術：

大型建筑結構的尺寸一般都比較大。例如，核電站安全殼結構筒身為圓形殼體結構，筒壁厚度大于等于900mm，直徑約為19mm，高度約為70m。由于安全殼結構在強度試驗壓力荷載或者事故內(nèi)壓荷載作用下，筒身殼體結構會在豎向方向發(fā)生變形，在實際工程現(xiàn)場，通常情況下采用鉛垂線法對大型建筑結構的豎向變形進行監(jiān)控或測試。在對核電站安全殼結構的豎向變形進行測試時，參照點一般為安全殼結構的基礎閥板。

現(xiàn)有技術中一般使用豎向鉛垂線測量系統(tǒng)對上述大型建筑結構的豎向變形進行監(jiān)控或測試。圖1為現(xiàn)有技術中的豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的結構示意圖，如圖1所示，該豎向鉛垂線測量系統(tǒng)包括：鉛垂線(一般使用銦瓦絲)、位移傳感器、豎向變位導向支架和重錘。其中，豎向變位導向支架安裝在參照點(例如，安全殼結構的基礎閥板)上，鉛垂線的上端與測試點連接，另一端穿過豎向變位導向支架與重錘連接，位移傳感器安裝在豎向變位導向支架上，并與鉛垂線接觸，從而可以通過鉛垂線的位移而測量得到測量點的位移情況。其中，上述的位移傳感器一般可以使用直流直線位移傳感器(DC-LVDT)。

在使用豎向鉛垂線測量系統(tǒng)對上述大型建筑結構的豎向變形進行監(jiān)控或測試時，一般需要先對該豎向鉛垂線測量系統(tǒng)進行校準。在當前的現(xiàn)有技術中，一般都是采用試驗室標定法進行校準，即在現(xiàn)場安裝測試前完成DC-LVDT的標定工作。然而，在現(xiàn)場裝置上標定DC-LVDT垂線坐標系統(tǒng)是一項必須做但又難度較大的工作，一直以來該問題都沒有得到很好地得到解決。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的校準裝置，從而可以實現(xiàn)對豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的現(xiàn)場校準。

本發(fā)明的技術方案具體是這樣實現(xiàn)的：

一種豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的校準裝置，該校準裝置包括：安裝平臺、升降平臺、夾具和測距儀；

其中，所述安裝平臺包括：底座、凸臺和導軌；

所述底座安裝在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端；所述凸臺設置在底座的頂端；所述導軌設置在所述凸臺的一側；

所述升降平臺包括：底板、頂板、螺桿和連接組件；所述底板設置在所述安裝平臺的凸臺之上并與所述凸臺固定連接；所述連接組件設置在所述底板和頂板之間；所述螺桿用于控制所述連接組件發(fā)生移動使得所述頂板相對于底板發(fā)生垂直于底板的豎向位移；

所述夾具固定在所述升降平臺的頂板之上，用于夾緊鉛垂線；

所述測距儀設置在所述安裝平臺的導軌上且位于所述夾具的上方，用于測量所述夾具的豎向位移。

較佳的，所述升降平臺的連接組件包括：第一固定件、第二固定件、第三固定件、第四固定件、X支架、連接頭和限位塊；

所述第一固定件和第二固定件分別設置在所述底板的上表面的兩端；

所述第三固定件和第四固定件分別設置在所述頂板的下表面的兩端；

所述第一固定件和第三固定件對應設置在所述底板和頂板的同一端；

所述第一固定件和第三固定件上均設置有供連接桿穿過且沿底板延伸方向滑動的槽孔；

所述第二固定件和第四固定件上均設置有供連接桿穿過的通孔；

所述X支架包括兩個支撐桿組件，兩個支撐桿組件分別設置于所述頂板和底板之間的兩側，每個支撐桿組件包括兩根中心交叉連接的支撐桿；兩個支撐桿組件的端部和中心均通過連接桿互相連接；連接兩個支撐桿組件的端部的連接桿各自穿過四個固定件上的通孔或槽孔；

所述限位塊設置在所述頂板上設置有所述第三固定件的一端的側面；所述限位塊上設置有供所述升降平臺的螺桿穿過的螺孔；

所述連接頭設置在穿過所述第三固定件的槽孔的連接桿的中部；所述連接頭的一端設置有供所述升降平臺的螺桿旋入并連接的螺孔。

較佳的，所述升降平臺的頂板和底板上均設置有螺孔或通孔。

較佳的，所述夾具包括：夾具底板和夾持部；

所述夾持部固定在所述夾具底板的一端并與所述夾具底板垂直；

所述夾持部上設置有供鉛垂線通過的凹槽；所述夾持部的側面設置有一個或多個夾緊螺桿；所述夾緊螺桿的螺桿穿過所述夾持部側面上的螺孔伸入到所述凹槽內(nèi)。

較佳的，所述夾具底板上設置有槽孔；所述槽孔的延伸方向與所述夾具底板的延伸方向一致。

較佳的，所述測距儀為數(shù)顯高度計；

所述數(shù)顯高度計通過測量器夾具與所述安裝平臺的導軌固定連接，所述數(shù)顯高度計的測頭與所述夾具的夾具底板的上表面抵接。

較佳的，所述安裝平臺的底座的下端還設置有平臺安裝卡具；

所述平臺安裝卡具上設置有螺孔或通孔。

由上述技術方案可見，由于在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端安裝好上述的校準裝置之后，可以先使用上述校準裝置中的夾具夾緊鉛垂線，然后旋轉所述升降平臺上的螺桿，控制所述連接桿發(fā)生移動，使得所述升降平臺的頂板相對于底板發(fā)生豎向位移(例如，上、下移動)，進而帶動夾具以及鉛垂線也發(fā)生相同的豎向位移。此時，設置在所述夾具的上方的測距儀即可測量得到該夾具的豎向位移，進而可以獲知鉛垂線的豎向位移，從而可以對同樣與鉛垂線連接的豎向鉛垂線測量系統(tǒng)中的位移傳感器(例如，DC-LVDT)進行校準，從而實現(xiàn)了對豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的現(xiàn)場校準，具有測量便捷、精度高、可靠性強等特點。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中的豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中的校準裝置與豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的安裝示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中的校準裝置的整體結構示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例中的安裝平臺的結構示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例中的升降平臺的結構示意圖一。

圖6為本發(fā)明實施例中的升降平臺的結構示意圖二。

圖7為本發(fā)明實施例中的升降平臺的結構示意圖三。

圖8為本發(fā)明實施例中的夾具與升降平臺的頂板的安裝示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖2為本發(fā)明實施例中的校準裝置與豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的安裝示意圖，圖3為本發(fā)明實施例中的校準裝置的整體結構示意圖，圖4為本發(fā)明實施例中的安裝平臺的結構示意圖。如圖2～圖4所示，該校準裝置設置在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端，該校準裝置包括：安裝平臺11、升降平臺12、夾具13和測距儀14；

其中，所述安裝平臺11包括：底座111、凸臺112和導軌113；

所述底座111安裝在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架10的上端；所述凸臺112設置在底座111的頂端；所述導軌113設置在所述凸臺112的一側；

所述升降平臺12包括：底板121、頂板122、螺桿123和連接組件124；所述底板121設置在所述安裝平臺11的凸臺112之上并與所述凸臺112固定連接；所述連接組件124設置在所述底板121和頂板122之間；所述螺桿123用于控制所述連接組件124發(fā)生移動使得所述頂板122相對于底板121發(fā)生垂直于底板121的豎向位移；

所述夾具13固定在所述升降平臺12的頂板122之上，用于夾緊鉛垂線20；

所述測距儀14設置在所述安裝平臺11的導軌113上且位于所述夾具13的上方，用于測量所述夾具13的豎向位移。

在本發(fā)明的技術方案中，在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端安裝好上述的校準裝置之后，可以先使用上述校準裝置中的夾具夾緊鉛垂線，然后旋轉所述升降平臺上的螺桿，控制所述連接桿發(fā)生移動，使得所述升降平臺的頂板相對于底板發(fā)生豎向位移(例如，上、下移動)，進而帶動夾具以及鉛垂線也發(fā)生相同的豎向位移。此時，設置在所述夾具的上方的測距儀即可測量得到該夾具的豎向位移，進而可以獲知鉛垂線的豎向位移，從而可以對同樣與鉛垂線連接的豎向鉛垂線測量系統(tǒng)中的位移傳感器(例如，DC-LVDT)進行校準。

另外，在本發(fā)明的技術方案中，可以通過多種方式來實現(xiàn)上述的升降平臺。以下將以其中的一種具體實現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的介紹。

例如，較佳的，圖5～圖7是本發(fā)明實施例中的升降平臺的具體結構示意圖，如圖5～圖7所示，在本發(fā)明的較佳實施例中，所述升降平臺12的連接組件124可以包括：第一固定件41、第二固定件42、第三固定件43、第四固定件44、X支架45、連接頭46和限位塊47；

所述第一固定件41和第二固定件42分別設置在所述底板121的上表面的兩端；

所述第三固定件43和第四固定件44分別設置在所述頂板122的下表面的兩端；

所述第一固定件41和第三固定件43對應設置在所述底板121和頂板122的同一端；

所述第一固定件41和第三固定件43上均設置有供連接桿穿過且沿底板121延伸方向滑動的槽孔51；

所述第二固定件42和第四固定件44上均設置有供連接桿穿過的通孔；

所述X支架45包括兩個支撐桿組件，兩個支撐桿組件分別設置于所述頂板122和底板121之間的兩側，每個支撐桿組件包括兩根中心交叉連接的支撐桿451；兩個支撐桿組件的端部和中心均通過連接桿452互相連接；連接兩個支撐桿組件的端部的連接桿各自穿過四個固定件(即第一固定件、第二固定件、第三固定件和第四固定件)上的通孔或槽孔；

所述限位塊47設置在所述頂板122上設置有所述第三固定件43的一端的側面；所述限位塊47上設置有供所述升降平臺12的螺桿123穿過的螺孔；

所述連接頭46設置在穿過所述第三固定件43的槽孔的連接桿的中部；所述連接頭46的一端設置有供所述升降平臺12的螺桿123旋入并連接的螺孔。

根據(jù)上述結構可知，可以將上述升降平臺的螺桿旋入所述限位塊和連接頭的螺孔中并與所述連接頭連接。因此，當旋轉上述螺桿時，螺桿將拉動所述連接頭發(fā)生水平方向的位移，而連接頭則拉動其所在的連接桿在槽孔中也發(fā)生水平方向的位移，進而帶動X支架的兩個支撐桿組件位于螺桿一側的一端發(fā)生水平方向的位移。由于X支架的兩個支撐桿組件位于遠離螺桿一側的一端分別固定在第二固定件和第四固定件上，因此，當X支架的兩個支撐桿組件位于螺桿一側的一端向螺桿方向移動時，所述升降平臺的頂板和底板之間的垂直距離將變小，相當于所述頂板相對于所述底板向下移動；反之，所述升降平臺的頂板和底板之間的垂直距離將變大，相當于所述頂板相對于所述底板向上移動。因此，通過使用上述的連接組件，可以在螺桿的控制下，使得所述頂板相對于底板發(fā)生垂直于底板的豎向位移。

當然，在本發(fā)明的技術方案中，還可以使用其它結構形式的連接組件，只要該連接組件可以在螺桿的控制下使得所述頂板相對于底板發(fā)生垂直于底板的豎向位移即可，本發(fā)明對此并不做限定，在此也不再一一贅述。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述升降平臺12的頂板122和底板121上均設置有螺孔或通孔。因此，可以使用螺栓或螺釘穿過所述螺孔將所述底板固定在所述安裝平臺的凸臺之上，或者將所述夾具固定在所述升降平臺的頂板之上。

另外，在本發(fā)明的技術方案中，也可以通過多種方式來實現(xiàn)上述的夾具。以下將以其中的一種具體實現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的介紹。

例如，較佳的，圖8為本發(fā)明實施例中的夾具與升降平臺的頂板的安裝示意圖，如圖8所示，在本發(fā)明的較佳實施例中，所述夾具13包括：夾具底131板和夾持部132；

所述夾持部132固定在所述夾具底板131的一端并與所述夾具底板131垂直；

所述夾持部132上設置有供鉛垂線20通過的凹槽31；所述夾持部132的側面設置有一個或多個夾緊螺桿32；所述夾緊螺桿32的螺桿穿過所述夾持部132側面上的螺孔伸入到所述凹槽31內(nèi)。

因此，當鉛垂線穿過所述凹槽時，可以旋轉夾緊螺桿，使得夾緊螺桿的螺桿將鉛垂線固定在所述凹槽中，從而夾緊該鉛垂線。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述夾具底板131上設置有槽孔33；所述槽孔33的延伸方向與所述夾具底板131的延伸方向一致。因此，可以使用螺栓或螺釘穿過所述槽孔將所述夾具底板固定在所述升降平臺的頂板之上；而且，由于夾具底板上所設置的是槽孔，因此可以根據(jù)實際需要調(diào)整所述夾具底板固定在所述升降平臺的頂板上的前后位置，以適應鉛垂線的位置。

當然，在本發(fā)明的技術方案中，還可以使用其它結構形式的夾具，只要該夾具可以用于夾緊鉛垂線即可，本發(fā)明對此并不做限定，在此也不再一一贅述。

另外，在本發(fā)明的技術方案中，可以使用多種測距儀來測量所述夾具的豎向位移。以下將以其中的一種具體實現(xiàn)方式為例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細的介紹。

例如，較佳的，在本發(fā)明的具體實施例中，所述測距儀14為數(shù)顯高度計(千分表)，所述數(shù)顯高度計通過測量器夾具142與所述安裝平臺11的導軌113固定連接，所述數(shù)顯高度計的測頭141與所述夾具13的夾具底板131的上表面抵接。

因此，當所述夾具隨著升降平臺移動而導致高度發(fā)生變化時，該數(shù)顯高度計即可測量得到所述夾具的豎向位移。

當然，在本發(fā)明的技術方案中，還可以使用其它結構形式的測距儀(例如，激光測距儀等)，只要該測距儀可以用于測量所述夾具的豎向位移即可，本發(fā)明對此并不做限定，在此也不再一一贅述。

另外，較佳的，在本發(fā)明的較佳實施例中，所述安裝平臺11的底座111的下端還設置有平臺安裝卡具114，所述平臺安裝卡具114上設置有螺孔或通孔(如圖4所示)。因此，可以使用螺栓或螺釘穿過所述螺孔將所述安裝平臺的底座固定在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端。

綜上所述，在本發(fā)明的技術方案中，由于在豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的豎向變位導向支架的上端安裝好上述的校準裝置之后，可以先使用上述校準裝置中的夾具夾緊鉛垂線，然后旋轉所述升降平臺上的螺桿，控制所述連接桿發(fā)生移動，使得所述升降平臺的頂板相對于底板發(fā)生豎向位移(例如，上、下移動)，進而帶動夾具以及鉛垂線也發(fā)生相同的豎向位移。此時，設置在所述夾具的上方的測距儀即可測量得到該夾具的豎向位移，進而可以獲知鉛垂線的豎向位移，從而可以對同樣與鉛垂線連接的豎向鉛垂線測量系統(tǒng)中的位移傳感器(例如，DC-LVDT)進行校準，從而實現(xiàn)了對豎向鉛垂線測量系統(tǒng)的現(xiàn)場校準，具有測量便捷、精度高、可靠性強等特點。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。