基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程建設(shè)以及大型人工建筑，因?yàn)榈鼗Y(jié)構(gòu)或其他多方面原因，均會(huì)發(fā)生沉降，沉降觀測(cè)為工程建設(shè)中一項(xiàng)很基本的監(jiān)測(cè)參數(shù)，有些沉降幅度是允許范圍內(nèi)，而有些則可能造成工程質(zhì)量的缺失甚至災(zāi)難性事故。以及對(duì)于完成的大型工程沉降的觀測(cè)則尤顯重要，典型的例如地鐵、橋梁、大壩的沉降將會(huì)造成極大的事故，造成重大的人員傷亡以及其他社會(huì)危害。
[0003]近年來(lái)，隨著國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)越來(lái)越多，工程質(zhì)量事故也越來(lái)越頻繁。以及很多大型建筑的使用年限也頻到期限，需要監(jiān)測(cè)其運(yùn)行健康。沉降量是工程健康的一項(xiàng)很重要的參數(shù)，傳統(tǒng)的觀測(cè)手段是人工水準(zhǔn)儀或者電感式及電容式的靜力水準(zhǔn)儀，目前的監(jiān)測(cè)手段均已自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為主，所以人工監(jiān)測(cè)基本淘汰。而電感式以及電容式經(jīng)理水準(zhǔn)儀均是采用儲(chǔ)液罐隨監(jiān)測(cè)物發(fā)生沉降而導(dǎo)致液面的流動(dòng)，從而帶動(dòng)浮標(biāo)的浮動(dòng)帶動(dòng)測(cè)桿，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因，多聯(lián)傳動(dòng)到測(cè)桿，且測(cè)桿與管壁有一定的摩擦力，必須要一定的沉降才能體現(xiàn)出來(lái)，數(shù)據(jù)的的零點(diǎn)跳動(dòng)不準(zhǔn)確，以及其工作原理決定了體積必須龐大，很不利于現(xiàn)場(chǎng)施工以及安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其控制方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)液罐，所述第一儲(chǔ)液罐的底部與壓阻傳感器固定連接，所述壓阻傳感器的輸出端與放大轉(zhuǎn)換模塊的輸入端電性連接，所述放大轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)系統(tǒng)雙向電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端分別與溫度傳感器和存儲(chǔ)芯片電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)分別與復(fù)位電路模塊、低功耗電源模塊和485控制電路模塊雙向電性連接。
[0006]優(yōu)選的，所述第一儲(chǔ)液罐通過(guò)導(dǎo)管與第二儲(chǔ)液罐固定連接，所述第二儲(chǔ)液罐的頂部與導(dǎo)氣管連通。
[0007]優(yōu)選的，所述壓阻傳感器設(shè)置為低功耗全橋電阻應(yīng)變片式傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述放大轉(zhuǎn)換模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊和電路放大模塊，且電路放大模塊的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端電性連接。
[0009]優(yōu)選的，所述單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)485控制電路模塊與總線遠(yuǎn)程無(wú)線連接。
[0010]本發(fā)明第二方面提供一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方法，通過(guò)壓阻傳感器進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，再經(jīng)過(guò)放大轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換模塊和電路放大模塊將信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，轉(zhuǎn)換和放大的信息傳給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理和發(fā)送，單片機(jī)系統(tǒng)將信息傳給復(fù)位電路模塊和485控制電路模塊，485控制電路模塊將信息遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸給總線。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:該基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及控制方法，通過(guò)采用壓阻傳感器測(cè)量液面與空氣之間的壓差，從而對(duì)監(jiān)測(cè)物體的沉降實(shí)現(xiàn)最直接、最直觀的監(jiān)測(cè)，測(cè)量點(diǎn)無(wú)需液面流動(dòng)，只要沉降有液面壓差就能實(shí)時(shí)體現(xiàn)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，且運(yùn)用壓阻傳感器的水準(zhǔn)儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工和安裝，通過(guò)導(dǎo)氣管屏除空氣壓力變化對(duì)測(cè)量精度的影響，通過(guò)設(shè)置存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)水準(zhǔn)儀的設(shè)置參數(shù)以及存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行對(duì)比和參照，通過(guò)設(shè)置低功耗電源模塊和壓阻傳感器，且將壓阻傳感器設(shè)置為低功耗全橋電阻應(yīng)變片式傳感器，降低總線壓降，可使總線供電距離更遠(yuǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0014]圖3為本發(fā)明放大轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0015]圖4為本發(fā)明壓阻傳感器的電路示意圖。
[0016]圖中:1第一儲(chǔ)液罐、2導(dǎo)管、3第二儲(chǔ)液罐、4導(dǎo)氣管、5壓阻傳感器、6放大轉(zhuǎn)換模塊、7A/D轉(zhuǎn)換模塊、8電路放大模塊、9單片機(jī)系統(tǒng)、10復(fù)位電路模塊、11低功耗電源模塊、12存儲(chǔ)芯片、13溫度傳感器、14485控制電路模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]請(qǐng)參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)液罐I，第一儲(chǔ)液罐I通過(guò)導(dǎo)管2與第二儲(chǔ)液罐3固定連接，第二儲(chǔ)液罐3的頂部與導(dǎo)氣管4連通，通過(guò)導(dǎo)氣管4屏除空氣壓力變化對(duì)測(cè)量精度的影響，第一儲(chǔ)液罐I的底部與壓阻傳感器5固定連接，通過(guò)采用壓阻傳感器5測(cè)量液面與空氣之間的壓差，從而對(duì)監(jiān)測(cè)物體的沉降實(shí)現(xiàn)最直接、最直觀的監(jiān)測(cè)，測(cè)量點(diǎn)無(wú)需液面流動(dòng)，只要沉降有液面壓差就能實(shí)時(shí)體現(xiàn)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，且運(yùn)用壓阻傳感器5的水準(zhǔn)儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工和安裝。
[0019]請(qǐng)參閱圖4，壓阻傳感器5采用電阻全橋結(jié)構(gòu)，具體設(shè)置為低功耗全橋電阻應(yīng)變片式傳感器，其A、C端接直流電源，稱供橋電壓；B、D端為壓阻傳感器輸出的電壓，即為輸出端。當(dāng)電橋輸出電壓為零式電橋處于平衡狀態(tài)，為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，在每次測(cè)量前調(diào)零使電橋平衡。
[0020]壓阻傳感器5的輸出端與放大轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端電性連接，放大轉(zhuǎn)換模塊6包括A/D轉(zhuǎn)換模塊7和電路放大模塊8，且電路放大模塊8的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊7的輸入端電性連接，放大轉(zhuǎn)換模塊6與單片機(jī)系統(tǒng)9雙向電性連接。
[0021]單片機(jī)系統(tǒng)9的輸入端分別與溫度傳感器13和存儲(chǔ)芯片12電性連接，通過(guò)設(shè)置存儲(chǔ)芯片12，存儲(chǔ)水準(zhǔn)儀的設(shè)置參數(shù)以及存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行對(duì)比和參照，單片機(jī)系統(tǒng)9分別與復(fù)位電路模塊10、低功耗電源模塊11和485控制電路模塊14雙向電性連接，單片機(jī)系統(tǒng)9通過(guò)485控制電路模塊14與總線遠(yuǎn)程無(wú)線連接，通過(guò)設(shè)置低功耗電源模塊11和壓阻傳感器5，且將壓阻傳感器5設(shè)置為低功耗全橋電阻應(yīng)變片式傳感器，降低總線壓降，可使總線供電距離更遠(yuǎn)。
[0022]A/D轉(zhuǎn)換模塊7是壓阻傳感器5通過(guò)電子電位器調(diào)零后并將模擬的兩路電壓差轉(zhuǎn)換為一路并放大的模擬電壓，從而單片機(jī)系統(tǒng)9采集到壓差電壓并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，采集到相應(yīng)的參數(shù)之后，通過(guò)存儲(chǔ)芯片12上標(biāo)定系數(shù)擬化出所受壓力值，單片機(jī)系統(tǒng)9按約定協(xié)議通過(guò)與其硬件相連的485控制電路模塊14將數(shù)據(jù)以一定的格式發(fā)送出去。
[0023]工作原理:該基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用時(shí)，通過(guò)壓阻傳感器5進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，再經(jīng)過(guò)放大轉(zhuǎn)換模塊6內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換模塊7和電路放大模塊8將信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，轉(zhuǎn)換和放大的信息傳給單片機(jī)系統(tǒng)9進(jìn)行處理和發(fā)送，單片機(jī)系統(tǒng)9將信息傳給復(fù)位電路模塊10和485控制電路模塊14，485控制電路模塊14將信息遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸給總線。
[0024]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括第一儲(chǔ)液罐(I)，所述第一儲(chǔ)液罐(I)的底部與壓阻傳感器(5)固定連接，其特征在于:所述壓阻傳感器(5)的輸出端與放大轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸入端電性連接，所述放大轉(zhuǎn)換模塊(6)與單片機(jī)系統(tǒng)(9)雙向電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)(9)的輸入端分別與溫度傳感器(13)和存儲(chǔ)芯片(12)電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)(9)分別與復(fù)位電路模塊(10)、低功耗電源模塊(11)和485控制電路模塊(14)雙向電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一儲(chǔ)液罐(I)通過(guò)導(dǎo)管(2)與第二儲(chǔ)液罐(3)固定連接，所述第二儲(chǔ)液罐(3)的頂部與導(dǎo)氣管⑷連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述壓阻傳感器(5)設(shè)置為低功耗全橋電阻應(yīng)變片式傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述放大轉(zhuǎn)換模塊(6)包括A/D轉(zhuǎn)換模塊(7)和電路放大模塊(8)，且電路放大模塊(8)的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊(7)的輸入端電性連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)系統(tǒng)(9)通過(guò)485控制電路模塊(14)與總線遠(yuǎn)程無(wú)線連接。6.一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，通過(guò)壓阻傳感器(5)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，再經(jīng)過(guò)放大轉(zhuǎn)換模塊￠)內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換模塊(7)和電路放大模塊(8)將信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，轉(zhuǎn)換和放大的信息傳給單片機(jī)系統(tǒng)(9)進(jìn)行處理和發(fā)送，單片機(jī)系統(tǒng)(9)將信息傳給復(fù)位電路模塊(10)和485控制電路模塊(14)，485控制電路模塊(14)將信息遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸給總線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其控制方法，包括第一儲(chǔ)液罐，所述第一儲(chǔ)液罐的底部與壓阻傳感器固定連接，所述壓阻傳感器的輸出端與放大轉(zhuǎn)換模塊的輸入端電性連接，所述放大轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)系統(tǒng)雙向電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)的輸入端分別與溫度傳感器和存儲(chǔ)芯片電性連接，所述單片機(jī)系統(tǒng)分別與復(fù)位電路模塊、低功耗電源模塊和485控制電路模塊雙向電性連接。該基于壓阻式水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采用壓阻傳感器測(cè)量液面與空氣之間的壓差，測(cè)量點(diǎn)無(wú)需液面流動(dòng)，只要沉降有液面壓差就能實(shí)時(shí)體現(xiàn)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，且運(yùn)用壓阻傳感器的水準(zhǔn)儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工和安裝。
【IPC分類】G01C5/04
【公開號(hào)】CN105203079
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510700078
【發(fā)明人】諶麗芳
【申請(qǐng)人】湖南北斗星空檢測(cè)科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月24日