一種自動採集測斜數據的方法及設備的製作方法
2023-08-09 17:14:36
專利名稱：一種自動採集測斜數據的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及巖上工程中測量巖上體深層水平位移的方法及設備。
背景技術：
傳統測斜儀是由測量探頭(通常為0. 5米長)、傳輸線纜、數據接收器三部分組成。 傳統測斜儀需要人工將測量探頭放入測斜孔中，然後人力將測量探頭放到指定位置，進行測量，數據接收器接收每個位置的數據，每出現一個數據需要記錄一次，更老的甚至需要手寫記錄每個位置的測斜數據。傳統測斜儀存在下列三大技術問題(1)數據採集依賴人工， 沒有實現自動化。傳統測斜儀都是通過工人拉傳輸電纜進行測量，工人在拉電纜的過程中， 每次定位不相同，時高時低，嚴重時影響測量精度。( 數據記錄存儲依賴人工，沒有實現自動化。傳統測斜儀一般是工人拉電纜，技術人員記錄儲存。工人與技術人員之間配合良好，則數據記錄比較完整，如果配合不當，則需重新測量記錄。( 數據傳輸沒有實現自動化。傳統測斜儀的數據傳輸一般是通過數據線與電腦連接，將數據傳輸到電腦，然後進行分析處理。這一般都滯後於工程實際，有的情況下甚至與測量時間間隔很久才將數據傳輸到計算機上。總之，傳統測斜儀比較依賴於人工，數據採集、記錄、存儲與傳輸均比較慢，沒有實現自動化智能化。
發明內容
本發明的目的在於克服傳統測斜觀測方法的局限和缺陷，提出一種自動化採集、 記錄、存儲和傳輸測斜數據的方法及設備。本發明的技術方案由採集數據部分和數據存儲接收部分組成，採集數據部分包含了數據測量探頭、驅動器和新型測斜管三個部分；數據測量探頭內部安裝了一個微型接觸開關，微型接觸開關由兩片金屬片製成，其中一片固定在探頭內壁，另一片用彈簧片及絕緣片相隔開，測斜管外壁安裝有磁環或磁片，數據接收器內設藍牙傳送裝置。本發明的優點是解決了傳統測斜儀的自動化與智能化水平較低的問題。實現了自動採集數據、自動記錄與存儲數據、自動接收數據三大功能。
圖1為自動採集測斜數據的設備組成結構簡圖。圖2為自動採集測斜數據的設備簡圖。圖3為數據測量探頭示意圖及端部詳圖。圖4為數據自動存儲記錄過程示意圖。圖5為數據測量探頭工作實施示意圖。圖6為新型測斜管改造示意圖。圖7為某基坑工程測斜孔布置示意圖。
具體實施例方式圖1表示該自動採集數據的測斜儀裝置包括兩個部分自動採集數據部分和數據存儲接收部分。自動數據採集部分包含數據測量探頭、驅動器和新型測斜管三個部分；數據存儲接收部分有自動存儲記錄數據與藍牙無線傳輸數據兩部分。圖2表示自動採集數據的測斜儀裝置由以下幾個部分組成數據測量探頭7由測量電纜10連接到轉盤1上面，轉盤1上可以纏繞測量電纜10，轉盤1的轉動是由於鏈條3 與齒輪2的轉動而被帶動的，動力的來源便是驅動器6的轉動而來，驅動器中的電動機通過蓄電池電源提供電力，測量電纜10的另一端連接電纜4與數據接收器5連接，把測量數據及時傳輸到並存儲起來。整個裝置的主要部分驅動器6、數據接收器5、轉盤1、鏈條3與齒輪2等都是固定在箱形支架上。在該支架下部裝有四個小輪8，還有一個手扶推手9，通過該手扶推手9與小輪8的滾動，可以實現自動採集數據的測斜儀裝置的自由移動。驅動器6的主要部件是小型電動機和蓄電池電源，蓄電池電源帶動了小型電動機的轉動，小型電動機帶動了齒輪2的轉動，小型電動機直接帶動的齒輪2的直徑較小，通過鏈條3的有效傳遞後，帶動了連接轉盤1的齒輪2的緩慢勻速轉動，從而使得轉盤1也緩慢而勻速地轉動。小型電動機可以實現正向和逆向雙向轉動。圖3所示為數據測量探頭示意圖及端部詳圖。數據測量探頭7被測量電纜10聯繫著運動。數據測量探頭7的端部內部固定兩個薄金屬片12 (長1. 5cm、寬0. 5cm、厚Imm)， 一個薄金屬片12固定在探頭內壁上，另外一片薄金屬片與固定在探頭內壁上的薄金屬片中間有絕緣皮和小彈簧13隔開，兩個薄金屬片12的端部分別有兩根電線14連出，電線14 通過測量電纜10連接到數據接收器4中。在數據接收器中，兩根電線14通過測量電纜10連接到其中，兩個薄金屬片12相當於開關，在該開關作用下，兩根電線14是傳輸線，數據接收器便實現了自動記錄和存儲。 同時，在數據接收器4中安裝了藍牙模塊，藍牙模塊與數據接收器內部的系統相連，並且在數據接收器的外表面有操作屏幕可以操作實現藍牙尋找與傳輸功能。當外界存在帶有藍牙功能的PDA掌上電腦時，藍牙模塊便與PDA掌上電腦相連，從而實現了數據的無線傳輸。圖4為數據自動存儲記錄過程示意圖。測量探頭7在測斜管15內行進時，安裝在測斜管15外壁的磁環或磁片11的磁場對設置在探頭7內部的兩片金屬片12產生作用，經過時閉合，離開時因彈簧13的作用打開；連接在兩片金屬片12上的兩根細導線14連接到探頭7上部的測量電纜10和連接電纜4中，通過電纜10與數據接收器5連接。數據接收器5內數據的記錄存儲一般是顯示屏上按鍵記錄，這裡將金屬片自動啟閉實現自動記錄存儲取代按鍵記錄，其餘設計不變。圖5所示為數據測量探頭工作實施示意圖。當數據測量探頭7被測量電纜10連接著逐漸地在新型測斜管15內部勻速上升或下降時，由於新型測斜管15壁上裝有磁環或磁片11，在磁環或磁片11的作用下，兩個薄金屬片12就會在磁力的作用下張合，閉合上的瞬間就實現了數據的自動存儲和記錄。圖6所示為新型測斜管改造示意圖。常用測斜管為PVC管材，新型測斜管最好採用ABS管材，柔韌性好，使用時間長。新型測斜管15的外側固定有磁環或磁片11，每個磁性環或磁片11的間距為0. 5m，磁環或磁片也可以採用分層沉降磁環。圖7所示為某基坑工程的測斜孔布置示意圖，共四個測斜孔，CXl CX4，均布置於基坑長邊和短邊的中部。工程場地為軟弱地基，表層為雜填土，下部為耕植土、淤泥質土，淤泥質粘土，粘土和砂土。軟弱土層主要分布在地表以下20m的範圍內。每個測斜管的深度為39m，上下分別可以採集78個點，共可以自動採集156個點。現在採用本發明設計的自動採集數據的測斜儀裝置，該裝置可以直接推到每個測斜孔邊，測斜管為新型測斜管，將數據測量探頭就位到測斜管的導槽內，然後開動電動機開關及數據接收器開關，數據測量探頭便緩慢下降，同時記錄和存儲下每個0. 5m處的測斜儀讀數值，數據接收器內部裝有蜂鳴器，故記錄和存儲時會發出響聲。當數據測量探頭到達孔底後，蜂鳴器便有規律地發出一個個的響聲，這時，可以將小型電動機逆向打開，電動機改變轉向，數據接收器便緩慢地往測斜孔的上部移動，同時記錄和存儲每個0. 5m處的測斜數據值，每次也發出數據接收器中的蜂鳴聲。當數據測量探頭露出空外，便可以收回數據測量探頭，擺放於裝置的鐵架上，推動扶手，到下一個測斜孔進行後續監測。當四個測斜孔全部測量完畢後，按動數據接收器上的藍牙傳輸按鈕，藍牙模塊便開始工作，自動尋找附近的藍牙設備，打開PDA掌上電腦，便可以在現場接收到測斜數據， 測斜數據在掌上電腦中的EXCEL中可以打開，並且可以進行數據的處理並繪圖。這就實現了測斜的現場觀測、處理數據，及時觀看基坑的深部水平位移偏移量，省去了內業的數據處理時間，為基坑的安全監測節省了寶貴的時間，避免了許多基坑事故的發生。綜上所述，該自動採集測斜數據的方法及設備在建築工程、巖土工程、水利工程等行業均有廣泛的工程應用前景，具有很高的實用價值。
權利要求
1.一種自動採集測斜數據的方法及設備，包括自動採集數據部分和數據存儲接收部分，其特徵是測量探頭內部裝有微型開關，新型測斜管外壁固定有磁環或磁片，測斜儀測量探頭在測斜管中行進時，微型開關在測斜管外壁的磁環或磁片的磁場條件下自動啟閉，實現自動採集、記錄、存儲數據的功能；數據接收器內部裝有藍牙模塊與掌上電腦PDA連接， 實現數據無線傳輸。
2.根據權利要求1所述的一種自動採集測斜數據的方法及設備，其特徵是微型開關由兩片金屬片構成，它們尺寸為長1. 5cm、寬0. 5cm、厚1mm，其中一片固定在探頭內壁，另一片用彈簧片及絕緣片相隔開。
3.根據權利要求1所述的一種自動採集測斜數據的方法及設備，其特徵是新型測斜管外側安裝的磁環或磁片可以是分層沉降磁環。
4.根據權利要求1所述的一種自動採集測斜數據的方法及設備，其特徵是測量探頭的升降是電力驅動的。
全文摘要
一種自動採集測斜數據的方法及設備，涉及巖土工程中測量巖土體深層水平位移技術。本實發明克服了傳統測斜儀需要人工測量、記錄，而且費時費力、工作效率低下的缺點，本發明的技術方案包括自動採集數據部分和數據存儲接收部分，其特徵是測量探頭內部裝有微型開關，新型測斜管外壁固定有磁環或磁片，測斜儀測量探頭在測斜管中行進時，微型開關在測斜管外壁的磁環或磁片的磁場條件下自動啟閉，實現自動採集、記錄、存儲數據的功能；數據接收器內部裝有藍牙模塊與掌上電腦PDA連接，實現數據無線傳輸。本發明適用於巖土工程中巖土體深層水平位移的批量測量。
文檔編號G08C17/02GK102374857SQ201010248659
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者凌柏平, 夏超群, 蘇俊劍, 龔永康 申請人:中交上海航道勘察設計研究院有限公司