本發(fā)明屬于工程地球物理勘探技術(shù)，具體涉及一種基樁完整性分析教學(xué)實驗平臺信號同步采集裝置。
背景技術(shù)：
樁基礎(chǔ)是最常見的深基礎(chǔ)形式，其應(yīng)用范圍十分廣泛，隨著高層建筑的層高增加，或結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜、層數(shù)相差懸殊的建筑以及地下空間的開發(fā)利用越來越廣泛，樁基礎(chǔ)是許多建筑物的首選或必選的基礎(chǔ)形式。
對于混凝土灌注樁,稍有不慎就容易造成諸如擴(kuò)徑、縮徑、夾泥、離析、空洞、斷樁等影響樁基安全使用的各種質(zhì)量問題。缺陷的存在必然不同程度地影響到樁基承載力。如果能事先較為準(zhǔn)確地判斷出樁身缺陷類型及嚴(yán)重程度、缺陷位置等,就可以及時采取補(bǔ)救措施,排除事故隱患。
國內(nèi)外在基樁完整性分析教學(xué)實驗平臺信號同步采集裝置的研發(fā)還屬空白，所有學(xué)校都是利用工程儀器給學(xué)生進(jìn)行實驗講解，實驗的效果和實驗過程都因野外儀器和實驗儀器從設(shè)計目的不同等因素造成的不通用性而導(dǎo)致實驗效果欠佳。因此,開發(fā)一種基樁完整性分析教學(xué)實驗平臺信號同步采集裝置對基樁完整性檢測、對樁基工程人才的培養(yǎng)來說就具有極為重要的意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種對基樁的信息采集并分析其完整性，同時能夠應(yīng)用于教學(xué)實驗的裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種基樁完整性分析教學(xué)實驗平臺信號同步采集裝置，其特征在于：包括兩個加速度傳感器u1和u7、速度傳感器u12、兩個力學(xué)傳感器u17和u22、恒流源u2、兩個運(yùn)算放大器ina111u3和u8、三個儀表放大器ina128u13、u18和u23、兩個有源帶通電路u4和u9、兩個有源低通電路u19和u24、無源rc低通電路u14、五個跟隨器u5、u10、u15、u20和u25、五個差分放大電路u6、u11、u16、u21和u26、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27；
第一路和第二路信號分別從加速度傳感器進(jìn)入，通過恒流源，由ina111進(jìn)行處理，經(jīng)有源帶通電路濾波，通過跟隨器，經(jīng)差分放大電路輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278；
第三路信號從速度傳感器進(jìn)入ina128處理，經(jīng)過無源rc低通電路，通過跟隨器，經(jīng)差分放大電路輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278；
第四路和第五路信號分別從兩個力學(xué)傳感器進(jìn)入ina128，經(jīng)有源低通電路濾波，通過跟隨器，經(jīng)差分放大電路輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278。
較為優(yōu)選的，兩個加速度傳感器u1u7、速度傳感器u12、兩個力學(xué)傳感器u17u22進(jìn)行對信號的采集；恒流源u2設(shè)有三端穩(wěn)壓電源芯片lm317；有源帶通電路u4、u9設(shè)有濾波器芯片max262；有源低通電路u19、u24設(shè)有濾波器芯片max262；跟隨器選用芯片ca3140；差分放大電路u6、u11、u16、u21、u26中設(shè)有差分放大器芯片lt6600-5；模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27為8通道24位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
較為優(yōu)選的，第一路信號從加速度傳感器u1進(jìn)入，通過恒流源u2的三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2，三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2與ina111u3的引腳3相連接，信號通過ina111u3的引腳3輸入進(jìn)行處理，經(jīng)ina111u3的引腳6進(jìn)入有源帶通電路u4的濾波器芯片max262的引腳5濾波，通過濾波器芯片max262的引腳21輸入到跟隨器u5芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u5芯片ca3140的引腳6輸入差分放大電路u6的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)由差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳3。
第二路信號從加速度傳感器u7進(jìn)入，通過恒流源u2的三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2，三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2與ina111u8的引腳3相連接，信號通過ina111u8的引腳3輸入進(jìn)行處理，經(jīng)ina111u8的引腳6進(jìn)入有源帶通電路u9的濾波器芯片max262的引腳5濾波，通過濾波器芯片max262的引腳21輸入到跟隨器u10芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u10芯片ca3140的引腳6輸入差分放大電路u11的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)由差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳1。
第三路信號從速度傳感器u12進(jìn)入ina128u13的引腳3，經(jīng)ina128u13的引腳6輸入到無源rc低通電路u14，通過無源rc低通電路u14連接到跟隨器u15芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u15芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u16的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳63。
第四路信號從力學(xué)傳感器u17進(jìn)入ina128u18的引腳3，經(jīng)ina128u18的引腳6輸入到有源低通電路u19的濾波器芯片max262引腳5濾波，通過濾波器芯片max262引腳24進(jìn)入跟隨器u20芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u20芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u21的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳61。
第五路信號從力學(xué)傳感器u22進(jìn)入ina128u23的引腳3，經(jīng)ina128u23的引腳6輸入到有源低通電路u24的濾波器芯片max262引腳5濾波，通過濾波器芯片max262引腳24進(jìn)入跟隨器u25芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u25芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u26的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳51。
工作原理：第一路信號和第二路信號是加速度傳感器采集到的信號，第三路信號是速度傳感器采集到的信號，前三路信號采集到的是震源激發(fā)的信號在基樁中反射、折射產(chǎn)生的回波信號；第四路信號和第五路信號采集的是力學(xué)傳感器采集的信號，是震源激發(fā)使基樁產(chǎn)生的形變產(chǎn)生的信號，通過五路信號的采集可以分析基樁完整性，并判斷出基樁缺陷所在位置。
附圖說明
圖1為本發(fā)明模塊連接示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明可以通過上述發(fā)明技術(shù)方案具體實施，通過下述技術(shù)實驗報告及實施例作進(jìn)一步說明，然而，本發(fā)明的范圍并不限于下述實施例。
實施例1：
一種基樁完整性分析教學(xué)實驗平臺信號同步采集裝置，它包括兩個加速度傳感器u1u7、速度傳感器u12、兩個力學(xué)傳感器u17u22、恒流源u2、兩個ina111u3u8、三個ina128u13u18u23、兩個有源帶通電路u4u9、兩個有源低通電路u19u24、無源rc低通電路u14、五個跟隨器u5u10u15u20u25、五個差分放大電路u6u11u16u21u26、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27；信號分別從加速度傳感器u1、u7進(jìn)入，通過恒流源u2，由ina111u3、u8進(jìn)行處理，經(jīng)有源帶通電路u4、u9濾波，通過跟隨器u5、u10，經(jīng)差分放大電路u6、u11輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳3、1；信號從速度傳感器u12進(jìn)入ina128u13處理，經(jīng)過無源rc低通電路u14，通過跟隨器u15，經(jīng)差分放大電路u16輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳63；信號分別從兩個力學(xué)傳感器u17u22進(jìn)入ina128u18、u23，經(jīng)有源低通電路u19、u24濾波，通過跟隨器u20、u25，經(jīng)差分放大電路u21、u26輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳61、51。
所述兩個加速度傳感器u1u7、速度傳感器u12、兩個力學(xué)傳感器u17u22進(jìn)行對信號的采集；恒流源u2設(shè)有三端穩(wěn)壓電源芯片lm317；有源帶通電路u4、u9設(shè)有濾波器芯片max262；有源低通電路u19、u24設(shè)有濾波器芯片max262；差分放大電路u6、u11、u16、u21、u26中設(shè)有差分放大器芯片lt6600-5；模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27為8通道24位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
結(jié)合附圖作再進(jìn)一步說明：
采用五路端口進(jìn)行信號并行采集：第一路信號從加速度傳感器u1進(jìn)入，通過恒流源u2的三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2，三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2與ina111u3的引腳3相連接，信號通過ina111u3的引腳3輸入進(jìn)行處理，經(jīng)ina111u3的引腳6進(jìn)入有源帶通電路u4的濾波器芯片max262的引腳5濾波，通過濾波器芯片max262的引腳21輸入到跟隨器u5芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u5芯片ca3140的引腳6輸入差分放大電路u6的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)由差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳3。
第二路信號從加速度傳感器u7進(jìn)入，通過恒流源u2的三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2，三端穩(wěn)壓電源芯片lm317的引腳2與ina111u8的引腳3相連接，信號通過ina111u8的引腳3輸入進(jìn)行處理，經(jīng)ina111u8的引腳6進(jìn)入有源帶通電路u9的濾波器芯片max262的引腳5濾波，通過濾波器芯片max262的引腳21輸入到跟隨器u10芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u10芯片ca3140的引腳6輸入差分放大電路u11的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)由差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳1。
第三路信號從速度傳感器u12進(jìn)入ina128u13的引腳3，經(jīng)ina128u13的引腳6輸入到無源rc低通電路u14，
通過無源rc低通電路u14連接到跟隨器u15芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u15芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u16的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳63。
第四路信號從力學(xué)傳感器u17進(jìn)入ina128u18的引腳3，經(jīng)ina128u18的引腳6輸入到有源低通電路u19的濾波器芯片max262引腳5濾波，通過濾波器芯片max262引腳24進(jìn)入跟隨器u20芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u20芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u21的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，經(jīng)差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳61。
第五路信號從力學(xué)傳感器u22進(jìn)入ina128u23的引腳3，經(jīng)ina128u23的引腳6輸入到有源低通電路u24的濾波器芯片max262引腳5濾波，通過濾波器芯片max262引腳24進(jìn)入跟隨器u25芯片ca3140的引腳3，經(jīng)跟隨器u25芯片ca3140的引腳6輸入到差分放大電路u26的差分放大器芯片lt6600-5引腳8，差分放大器芯片lt6600-5引腳4輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads1278u27的引腳51。
工作原理：第一路信號和第二路信號是加速度傳感器采集到的信號，第三路信號是速度傳感器采集到的信號，前三路信號采集到的是震源激發(fā)的信號在基樁中反射、折射產(chǎn)生的回波信號；第四路信號和第五路信號采集的是力學(xué)傳感器采集的信號，是震源激發(fā)使基樁產(chǎn)生的形變產(chǎn)生的信號，通過五路信號的采集可以分析基樁完整性，并判斷出基樁缺陷所在位置。
需要說明的是，以上所述只是本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。