本发明涉及墙体监测，具体而言，涉及一种墙体裂缝实时监测装置及方法。
背景技术：
1、墙体中常见的裂缝主要分成以下三类：温度性裂缝、地基沉降裂缝和结构性裂缝，结构性裂缝是因房屋结构的原因产生的裂缝，与设计和施工均有关系，可能出现在墙体任意位置；墙体结构由于周围温度变化引起变形，不同材料的膨胀系数不一样，导致墙体产生温度性裂缝；墙体在建成后，地基一般都会下沉。如果地基沉降不均匀，沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移，在墙体中产生剪力和拉力，当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时，就会产生地基沉降裂缝。
2、实际上墙体的裂缝往往是由于多种因素相互作用产生的，且裂缝是经过多种因素长时间累积影响产生的，产生的时间点较为随机，因此墙体裂缝的监测较为困难。
3、现有技术中通常通过采集墙体表面在多个时间点上的裂缝图像，然后比较多个图像中裂缝，分析裂缝的尺寸和裂缝的变化情况，从而达到监测裂缝的目的。但是裂缝的产生较为随机，时间跨度较长，现有技术只能在墙体表面产生裂缝之后才能实现监测的目的，此时墙体已经产生裂缝破损，现有的监测方法具有滞后性，不能及时提醒维护人员提前做好防护措施。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题是现有监测方法具有滞后性。
2、为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种墙体裂缝实时监测装置，包括：
3、顶板、盖板、弹性件、活塞杆、支柱、第二压力传感器、球头、凸出部、底座和测角组件；
4、所述顶板的一端用于与墙体固定连接，所述顶板的另一端与所述盖板转动连接，所述支柱的一端设置有凹槽，所述凹槽内安装有弹性件，所述凹槽远离所述盖板的一端安装有第二压力传感器，所述弹性件的一端与所述盖板相连，所述弹性件的另一端安装在所述第二压力传感器上，所述支柱的一端设置有多个活塞腔，多个所述活塞腔绕所述凹槽的中心沿圆周方向均布在所述凹槽周围，多个所述活塞杆与多个所述活塞腔对应，每个所述活塞杆的一端滑动安装在对应的所述活塞腔内，每个所述活塞杆的另一端与所述盖板相连，所述支柱的另一端安装有球头；当所述支柱处于竖直状态时，所述球头的最低点处设置有凸出部；所述球头转动安装在所述底座内，所述测角组件安装在所述底座内，所述凸出部与所述测角组件接触，所述底座用于固定安装在地面；
5、所述测角组件包括多个第一压力传感器和填充层，所述底座内设置有半球空腔，所述半球空腔与所述球头同心，多个所述第一压力传感器围绕所述球头安装在所述半球空腔的内表面，不同位置的所述第一压力传感器对应一个空间角度，所述填充层安装在多个所述第一压力传感器之间，所述填充层和多个所述第一压力传感器构成空心半球层，所述空心半球层的外壁与所述半球空腔的内表面贴合，所述凸出部用于挤压所述第一压力传感器；
6、所述第一压力传感器和所述第二压力传感器与监控器电性相连，所述监控器用于分析所述第一压力传感器上传的第一实时压力值和第二压力传感器上传的第二压力值，监测墙体的变化状态。
7、可选地，所述测角组件还包括保护单元，所述空心半球层的内表面与所述球头之间设置有所述保护单元，所述保护单元安装在所述空心半球层的内壁上，用于保护所述第一压力传感器，所述保护单元与所述凸出部接触。
8、可选地，所述保护单元包括保护垫，所述保护垫安装在所述空心半球层的内表面，用于保护所述第一压力传感器。
9、可选地，所述保护单元还包括支撑架、间隔块和挤压珠、所述支撑架为与所述球头同心的半球形板，所述支撑架安装在所述球头与所述保护垫之间，所述支撑架上设置有多个滚珠轨道，多个所述滚珠轨道的圆心与所述球头的球心同轴，多个所述挤压珠安装在所述滚珠轨道上，多个所述挤压珠与多个所述第一压力传感器对应安装，所述间隔块固定安装在所述滚珠轨道上，所述间隔块用于将所述挤压珠限制在滚珠轨道上，以使所述挤压珠的位置与所述第一压力传感器的位置对应。
10、可选地，所述空心半球层上设置有多圈传感器环，多圈所述传感器环的圆心与所述球头的球心同轴，每个所述传感器环上沿圆周方向均匀布设有多个传感器组，多个所述传感器环上的传感器组一一对应设置，每个所述传感器组包含偶数个所述第一压力传感器；沿所述空心半球层的中心到边缘的方向，多圈所述传感器环中所述传感器组内的第一压力传感器的数量等差增加。
11、可选地，在每个所述传感器组中，每两个所述第一压力传感器与一个所述挤压珠对应。
12、可选地，所述墙体裂缝实时监测装置还包括波纹管，所述波纹管的一端与所述盖板相连，所述波纹管的另一端与所述支柱的一端相连，所述弹性件安装在所述波纹管内。
13、另外一方面，本发明还提供了一种墙体裂缝实时监测方法，包括：
14、获取多个第一压力传感器上传的第一实时压力值和第二压力传感器上传的第二实时压力值；
15、根据多个时间点上的所述第二实时压力值，得到所述压力变化速率；
16、根据多个所述第一压力传感器在每个时刻上传的所述第一实时压力值，确定每个时刻最大的所述第一实时压力值；
17、根据最大的所述第一实时压力值对应的所述第一压力传感器，确定转动角度，其中，每个所述第一压力传感器对应一个空间角度，所述转动角度为最大的所述第一实时压力值对应的所述第一压力传感器对应的空间角度；
18、根据多个时刻的所述转动角度，确定所述角度变化速率；
19、根据所述第一实时压力值、所述压力变化速率、所述转动角度和所述角度变化速率，预测墙体裂缝的产生情况。
20、可选地，所述根据所述第一实时压力值、所述压力变化速率、所述转动角度和所述角度变化速率，预测墙体裂缝的产生情况包括：
21、判断所述第二实时压力值减去所述第二初始压力值的差值是否小于预设压力值，其中，所述第二初始压力值为墙体裂缝实时监测装置安装调试完成后，第二压力传感器上传的第一个第二实时压力值；
22、当所述差值大于或等于所述预设压力值时，判定所述墙体产生裂缝；
23、当所述差值小于所述预设压力值时，判断所述压力变化速率是否大于预设压力变化速率；
24、当所述压力变化速率大于所述预设压力变化速率时，判定墙体产生裂缝；
25、当所述压力变化速率小于或等于所述预设压力变化速率时，判断所述转动角度是否大于预设角度；
26、当所述转动角度大于所述预设角度时，判定所述墙体产生裂缝；
27、当所述转动角度小于或等于所述预设角度时，判断所述角度变化速率是否大于预设角度变化速率；
28、当所述角度变化速率大于所述预设角度变化速率时，判定墙体产生裂缝；
29、当所述角度变化速率小于或等于所述预设角度变化速率时，判定墙体未产生裂缝。
30、可选地，所述墙体裂缝实时监测方法还包括：根据所述第二实时压力值、所述第二初始压力值和所述转动角度，确定所述墙体的下沉距离。
31、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
32、本发明提供的一种墙体裂缝实时监测装置及方法，将底座埋设固定在地面上或者借助固定设备固定在地面上，弹性件可以是弹簧，将顶板固定在墙体上，弹簧处于竖直自然伸长状态。当墙体所在位置处的地基开始沉降之后，墙体相对于地表下沉，由于墙体下沉之后，墙体可能不再处于竖直状态，可能会左右或者前后倾斜，墙体带动顶板移动，顶板带动盖板移动，墙体带动顶板对盖板施加压力，或者顶板带动盖板偏移，盖板挤压弹簧，弹簧挤压第二压力传感器，当弹簧受到挤压之后，支柱和球头受到弹簧弹力，球头挤压测角组件，带动球头上的凸出部挤压测角组件中的第一压力传感器或填充层，若墙体前后或左右倾斜，顶板推动盖板，盖板带动活塞杆在活塞腔内运动的同时，带动支柱倾斜，倾斜的支柱带动球头在半球空腔内转动，凸出部转动，挤压不同位置处的第一压力传感器，不同位置处的第一压力传感器受到不同程度的压力，第一压力传感器和第二压力传感器与监控器电性相连，第二压力传感器和第一压力传感器将采集到的压力值上传至监控器，所述监控器用于分析所述第一压力传感器上传的第一实时压力值和第二压力传感器上传的第二压力值，根据第一实时压力值和第二压力值，监测墙体的变化状态，从而对墙体的状态做出及时准确的判断，避免迟滞监测的问题，能够根据监测到的数据提前对墙体进行防护，避免墙体产生裂纹或减缓裂纹产生的速度，减少墙体的损坏。
1.一种墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，所述测角组件还包括保护单元，所述空心半球层的内表面与所述球头(8)之间设置有所述保护单元，所述保护单元安装在所述空心半球层的内壁上，用于保护所述第一压力传感器(14)，所述保护单元与所述凸出部(15)接触。
3.根据权利要求2所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，所述保护单元包括保护垫(12)，所述保护垫(12)安装在所述空心半球层的内表面，用于保护所述第一压力传感器(14)。
4.根据权利要求3所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，所述保护单元还包括支撑架(20)、间隔块(10)和挤压珠(11)、所述支撑架(20)为与所述球头(8)同心的半球形板，所述支撑架(20)安装在所述球头(8)与所述保护垫(12)之间，所述支撑架(20)上设置有多个滚珠轨道，多个所述滚珠轨道的圆心与所述球头(8)的球心同轴，多个所述挤压珠(11)安装在所述滚珠轨道上，多个所述挤压珠(11)与多个所述第一压力传感器(14)对应安装，所述间隔块(10)固定安装在所述滚珠轨道上，所述间隔块(10)用于将所述挤压珠(11)限制在滚珠轨道上，以使所述挤压珠(11)的位置与所述第一压力传感器(14)的位置对应。
5.根据权利要求4所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，所述空心半球层上设置有多圈传感器环，多圈所述传感器环的圆心与所述球头(8)的球心同轴，每个所述传感器环上沿圆周方向均匀布设有多个传感器组，多个所述传感器环上的传感器组一一对应设置，每个所述传感器组包含偶数个所述第一压力传感器(14)；沿所述空心半球层的中心到边缘的方向，多圈所述传感器环中所述传感器组内的第一压力传感器(14)的数量等差增加。
6.根据权利要求5所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，在每个所述传感器组中，每两个所述第一压力传感器(14)与一个所述挤压珠(11)对应。
7.根据权利要求1所述的墙体裂缝实时监测装置，其特征在于，还包括波纹管，所述波纹管(3)的一端与所述盖板(2)相连，所述波纹管(3)的另一端与所述支柱(6)的一端相连，所述弹性件安装在所述波纹管(3)内。
8.一种墙体裂缝实时监测方法，其特征在于，基于如权利要求1-7所述的墙体裂缝实时监测装置，所述墙体裂缝实时监测方法包括：
9.根据权利要求8所述的墙体裂缝实时监测方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的墙体裂缝实时监测方法，其特征在于，还包括：
