CN102174807B - 无缆式静力触探仪及数据采集处理方法 - Google Patents

无缆式静力触探仪及数据采集处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无缆式静力触探仪及其数据采集处理方法,其无缆式静力触探仪包括地下静力触探数据采集卡、用于将地下静力触探数据采集卡所采集存储的数据进行处理和显示的静力触探数据上位机管理系统和用于实现数据上传的地上静力触探数据采集仪;其无缆式静力触探仪数据采集处理方法包括步骤:一、静力触探探头初始检测值的信号实时采集与处理;二、探杆深度信号及地下静力触探数据采集卡所输出信号的实时采集、处理及显示;三、数据上传;四、静力触探数据处理与显示。本发明结构简单,设计合理,使用操作便捷,数据存储量大、存储时间长,可连续工作时间长,可靠性高,工作效率高,数据处理能力强,使用效果好,便于推广使用。

Description

无缆式静力触探仪及数据采集处理方法技术领域[0001] 本发明属于工程地质勘察技术领域,尤其是涉及一种无缆式静力触探仪及数据采集处理方法。背景技术[0002] 静力触探是工程地质勘察中的一种原位测试方法,适用于软土、一般黏性土、粉土和砂土,在有软弱土体分布较多的地区,静力触探能够提高勘察成果的可靠程度。[0003] 目前,国内使用的静力触探仪主要是采用电缆线传输压力信号和深度信号。由于电脑被广泛应用,静力触探试验已可以通过计算机向静力触探数据采集系统输入标准程序,对静力触探试验过程进行控制,从而得到迅速而精确的结果。但静力触探试验过程中, 探头连接着电缆线存在很多不便,在连接探杆时往往需要几位人员配合将探杆逐个加上, 不但在处理探杆时耗费时间,电缆和连接头也容易意外损坏,而且现场需要操作人员携带个人计算机并进行数据采集的现场控制和数据处理操作,因此,受环境条件的影响较大,在条件恶劣的野外不利于试验的顺利开展。[0004] 针对电缆线不利于操作的影响,国内外极少数厂家采用不同技术研制出了无缆全自动静力触探系统,主要有两种传输方式:无线电传输、光传送。这两种传输方式虽然很好的解决了有缆方式的不便,其弊端也是明显的,主要体现在以下两点:首先,由于地下环境的不可预知性,无线电和光在不同环境下传输会发生变化,使通过这两种方式传至地面的信号受到严重干扰,测量结果偏差较大;其次,这两种方式的方便也大大增加了系统的成本。由于这些不利因素,虽然它解决了传统方式数据采集的不便,其推广应用还是举步维艰,国内使用的寥寥无几。[0005] 由上述内容可见,目前国内外关于静力触探的研究还不能很好地满足实际需要。 发明内容[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种结构简单,设计合理,使用操作便捷,数据存储量大、存储时间长,可靠性高,工作效率高的无缆式静力触探仪。[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种无缆式静力触探仪,其特征在于:包括装入探杆内并随静力触探探头贯入地下的用于实时采集并存储静力触探探头所探测数据的地下静力触探数据采集卡和用于将地下静力触探数据采集卡所采集存储的数据进行处理及显示的静力触探数据上位机管理系统,还包括用于将地下静力触探数据采集卡所采集存储的数据传送给静力触探数据上位机管理系统的地上静力触探数据采集仪,所述地上静力触探数据采集仪分别与静力触探数据采集卡和静力触探数据上位机管理系统相接;[0008] 所述地下静力触探数据采集卡包括微控制器一、分别与微控制器一相接的模拟信号处理模块一、同步时钟模块一、数据存储模块一和数据通信模块一、以及为各用电单元供电的电源模块一,所述模拟信号处理模块一与静力触探探头相接;[0009] 所述地上静力触探数据采集仪包括微控制器二、分别与微控制器二相接的光电编码器、同步时钟模块二、数据存储模块二、操作按键模块、液晶显示模块、与数据通信模块一配套使用的数据通信模块二、与静力触探数据上位机管理系统配套使用的数据通信模块三、以及为各用电单元供电的电源模块二,所述光电编码器设置在探杆的顶端。[0010] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述微控制器一为内部集成有A/D转换单元的单片机STC12C5A60S2AD。[0011] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述模拟信号处理模块一由与静力触探探头相接的放大电路和与放大电路相接的滤波电路构成,所述滤波电路与微控制器一相接。[0012] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述数据存储模块一和数据存储模块二均为EEPROM存储器。[0013] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述微控制器二为单片机STC89C52RC。[0014] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述数据通信模块一、数据通信模块二和数据通信模块三均为RS-232串口通信电路模块。[0015] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述操作按键模块包括用于对液晶显示模块的背光显示方式进行选择的背光按键,用于对液晶显示模块上所显示内容进行选择的上按键、下按键、左按键和右按键,以及确定按键和返回按键。[0016] 上述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述静力触探探头为静力触探双桥探头。[0017] 同时,本发明还提供了一种设计合理、可靠性高、数据处理能力强、实用价值高的利用无缆式静力触探仪进行数据采集处理的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:[0018] 步骤一、地下静力触探数据采集卡对静力触探探头初始检测值的信号实时采集与处理,其实时采集与处理过程如下:[0019] 101、所述模拟信号处理模块一对静力触探探头所输出的锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号依次进行放大和滤波处理后输出给微控制器一;[0020] 102、所述微控制器一定时采集模拟信号处理模块一所输出的信号并进行A/D转换,同时,微控制器一读取同步时钟模块一所输出的同步时间一;[0021] 103、所述微控制器一根据一定的判断依据判断A/D转换后的数据是否有必要存储,如果确定存储,则先存储同步时间一,然后存储锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号;[0022] 步骤二、地上静力触探数据采集仪对探杆深度信号及地下静力触探数据采集卡所输出信号的实时采集、处理及显示,其实时采集、处理及显示过程如下:[0023] 201、所述微控制器二定时采集光电编码器所输出的探杆深度信号,同时,微控制器二读取同步时钟模块二所输出的同步时间二并将所述同步时间二和探杆深度信号以特定的格式存储在数据存储模块二中,且将所述同步时间二和探杆深度信号实时显示在液晶显示模块上;[0024] 202、所述微控制器二通过数据通信模块二和数据通信模块一采集存储在地下静力触探数据采集卡中的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号并存储在数据存储模块二中,同时将所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号实时显示在液晶显示模块上;[0025] 步骤201中所述定时采集的时间与步骤102中所述定时采集的时间相同,步骤201 中所述同步时间一与步骤202中所述同步时间二相对应;[0026] 步骤三、数据上传:通过数据通信模块三将微控制器二所存储的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号同步上传至静力触探数据上位机管理系统;[0027] 步骤四、静力触探数据处理与显示:所述静力触探数据上位机管理系统调用数据处理模块对所接收到的所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号进行综合分析处理,并获得锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线,同时静力触探数据上位机管理系统调用数据显示模块对分析处理得出的锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线进行同步显示;所述锥尖阻力与探杆深度对应曲线以锥尖阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标,所述锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线以锥壁摩阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标。[0028] 上述步骤103中所述的判断依据为:当锥尖阻力信号数据和锥壁摩阻力信号数据为0时,不存储;当连续出现相同或相近的锥尖阻力信号数据或锥壁摩阻力信号数据时,对应只存储两次。[0029] 本发明与现有技术相比具有以下优点:[0030] 1、本发明结合国内外现有静力触探数据采集系统的优缺点,采用单片机、超大规模集成电路、大容量数据存储、时钟同步以及数字滤波等先进技术,摒弃了传统的有线采集方式(地下的探头与地面上的数据采集系统之间的连接线缆),结构简单且设计合理,实现了无缆式静力触探数据采集,大大减轻了静力触探试验的难度,使用操作便捷、提高了静力触探试验的效率且为静力触探试验节省了大量的人力财力。[0031] 2、本发明地下静力触探数据采集卡中设置有数据存储模块一,地上静力触探数据采集仪中设置有数据存储模块二,数据存储方便、存储容量大,每次重新采集,自动覆盖原存储数据,每次可存储该系统连续工作5小时所采集的数据;而且数据存储可靠、保存时间长;所采用的EEPROM存储器连续擦/写次数达100万次,掉电后数据可长期保存(长达100 年)。[0032] 3、本发明的使用操作便捷,在静力触探数据上位机管理系统上的信息显示全面, 在地上静力触探数据采集仪中采用操作按键模块及液晶显示模块构成人机交互系统,人性化程度高。[0033] 4、本发明可将地下静力触探数据采集卡所采集数据通过RS232串口通信方式传送给地上静力触探数据采集仪,再将地上静力触探数据采集仪所采集数据通过RS232串口通信方式传送给静力触探数据上位机管理系统做相应的数据分析、处理及管理,数据传输可靠性高,受环境条件的影响小,在条件恶劣的野外也可以顺利开展试验。[0034] 5、本发明的供电方式灵活、可连续工作时间长,配备大容量可充电电池并采用低功耗元器件,地下静力触探数据采集卡可至少连续工作约2小时,地上静力触探数据采集仪可至少连续工作时间约10小时。[0035] 综上所述,本发明结构简单,设计合理,使用操作便捷,数据存储量大、存储时间长,可连续工作时间长,可靠性高,工作效率高,数据处理能力强,实用价值高,解决了现有技术所存在的成本高、受环境条件影响大、易受干扰、测量结果偏差大的缺陷和不足,使用效果好,便于推广使用。
[0036] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进ー步的详细描述。 附图说明
[0037] 图1为本发明无缆式静カ触探仪的结构框图。
[0038] 图2为本发明无缆式静カ触探仪进行数据采集处理的方法流程框图。
[0039] 附图标记说明:
[0040] 1-地下静カ触探数据 1-1-微控制器一; 1-2-模拟信号处理模
[0041] 采集卡; 块一;
[0042] 1-3-同步时钟模块ー ; 1-4-数据存储模块ー ; 1-5-数据通信模块ー;
[0043] 1-6-电源模块ー ; 2-地上静カ触探数据 2-1-微控制器ニ ;
[0044] 采集仪;
[0045] 2-2-光电编码器; 2-3-同步时钟模块ニ ; 2_4_数据存储模块ニ ;
[0046] 2-5-操作按键模块; 2-6-液晶显示模块; 2_7_数据通信模块ニ ;
[0047] 2-8-数据通信模块三; 2-9-电源模块ニ ; 3_静カ触探数据上位
[0048] 机管理系统;
[0049] 4-静カ触探探头。
具体实施方式
[0050] 如图1所示,本发明所述的无缆式静力触探仪,包括装入探杆内并随静カ触探探 头4贯入地下的用于实时采集并存储静力触探探头4所探测数据的地下静カ触探数据采集 卡1和用于将地下静カ触探数据采集卡1所采集存储的数据进行处理及显示的静カ触探数 据上位机管理系统3,还包括用于将地下静カ触探数据采集卡1所采集存储的数据传送给 静カ触探数据上位机管理系统3的地上静カ触探数据采集仪2,所述地上静カ触探数据采 集仪2分别与静力触探数据采集卡1和静カ触探数据上位机管理系统3相接;
[0051] 所述地下静カ触探数据采集卡1包括微控制器一 1-1、分別与微控制器一 1-1相 接的模拟信号处理模块ー 1-2、同步时钟模块ー 1-3、数据存储模块ー 1-4和数据通信模块 一 1-5、以及为各用电单元供电的电源模块ー 1-6,所述模拟信号处理模块ー 1-2与静カ触 探探头4相接;
[0052] 所述地上静カ触探数据采集仪2包括微控制器ニ 2-1、分別与微控制器ニ 2-1相接 的光电编码器2-2、同步时钟模块ニ 2-3、数据存储模块ニ 2-4、操作按键模块2-5、液晶显示 模块2-6、与数据通信模块ー 1-5配套使用的数据通信模块ニ 2-7、与静カ触探数据上位机 管理系统3配套使用的数据通信模块三2-8、以及为各用电单元供电的电源模块ニ 2-9,所 述光电编码器2-2设置在探杆的顶端。
[0053] 如图1所示,本实施例中,所述微控制器一 1-1为内部集成有A/D转换单元的单 片机STC12C5A60S2AD。所述模拟信号处理模块ー 1_2由与静カ触探探头4相接的放大电 路和与放大电路相接的滤波电路构成,所述滤波电路与微控制器一 1-1相接。所述数据存 储模块一 1-4和数据存储模块ニ 2-4均为EEPROM存储器。所述微控制器ニ 2_1为单片机 STC89C52RC。所述数据通信模块ー 1_5、数据通信模块ニ 2_7和数据通信模块三2_8均为RS-232串口通信电路模块。所述操作按键模块2-5包括用于对液晶显示模块2-6的背光显示方式进行选择的背光按键,用于对液晶显示模块2-6上所显示内容进行选择的上按键、 下按键、左按键和右按键,以及确定按键和返回按键。所述静力触探探头4为静力触探双桥探头。[0054] 具体地,所述同步时钟模块一 1-3和同步时钟模块二 2-3均可以采用时钟芯片 DS1302 ;所述数据存储模块一 1-4和数据存储模块二 2-4均可以采用芯片ATMC512。数据存储模块一 1-4所存储的数据主要有两类:1、压力数据,即电压值(毫伏级);2、时间数据(时、分、秒)。数据存储的条件是每两次的电压值之间应满足一定的关系,时间附后 (比如每两次的电压值的差应在某一范围之外);一次存取的数据量为:压力值4字节(每路两字节)+时间(时分秒各一字节)共3字节=7字节,按一秒采集两次电压信号预算, 32Kbyte (256Kbit EEPR0M)可存4681个采集的数据帧,即不间断采集4681/7200 = 0. 6小时所得的数据。数据存储模块二 2-4所存储的数据主要有两类,1、深度数据,最小精确到cm 级;2、时间数据(时、分、秒)。数据存储的条件是每两次采取的深度数据之间应满足一定的关系,时间附后(比如每两次的深度数据的差应在某一范围之外);一次存取的数据量为: 深度2字节(可达65535cm即655. 35m)+时间(时分秒各一字节)共3字节=5字节;按一秒采集两次电压信号预算,32Kbyte (256Kbit EEPR0M)可存6553个采集的数据帧。即不间断采集6553/7200 = 0. 9小时所得的数据。[0055] 为提高地下静力触探数据采集卡1与地上静力触探数据采集仪2的可靠性和测量精度,在电路设计上均选用性能稳定、宽温度范围的元器件,模拟信号处理模块一 1-2中选用高精度模拟运算放大器;为减小地下静力触探数据采集卡1的体积以将地下静力触探数据采集卡1安装在探杆内部,在选用元器件上均选用表贴元器件;为便于携带且延长使用寿命,地上静力触探数据采集仪2的外壳可选用ABS工程塑料、面板选用铝制材质;为降低系统操作难度并提高系统与使用者之间的交互效果,选用可靠的接插件、中文液晶显示,按键操作菜单等方式;为延长系统的工作时间,配备大容量可充电电池并采用低功耗元器件, 例如地下系统提供大容量5V方块电池供电,地上系统提供9V充电锂电池供电,地下静力触探数据采集卡可至少连续工作约2小时,地上静力触探数据采集仪可至少连续工作时间约 10小时。[0056] 结合图2,本发明所述的无缆式静力触探仪数据采集处理方法,包括以下步骤:[0057] 步骤一、地下静力触探数据采集卡对静力触探探头初始检测值的信号实时采集与处理,其实时采集与处理过程如下:[0058] 101、所述模拟信号处理模块一 1-2对静力触探探头4所输出的锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号依次进行放大和滤波处理后输出给微控制器一 1-1 ;[0059] 102、所述微控制器一 1-1定时采集模拟信号处理模块一 1-2所输出的信号并进行 A/D转换,同时,微控制器一 1-1读取同步时钟模块一 1-3所输出的同步时间一;[0060] 103、所述微控制器一 1-1根据一定的判断依据判断A/D转换后的数据是否有必要存储,如果确定存储,则先存储同步时间一,然后存储锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号;[0061] 步骤二、地上静力触探数据采集仪对探杆深度信号及地下静力触探数据采集卡所输出信号的实时采集、处理及显示,其实时采集、处理及显示过程如下:[0062] 201、所述微控制器二 2-1定时采集光电编码器2-10所输出的探杆深度信号,同8时,微控制器二 2-1读取同步时钟模块二 2-3所输出的同步时间二并将所述同步时间二和探杆深度信号以特定的格式存储在数据存储模块二 2-4中,且将所述同步时间二和探杆深度信号实时显示在液晶显示模块2-6上;[0063] 202、采用串口线连接数据通信模块二 2-7和数据通信模块一 1_5,所述微控制器二 2-1通过数据通信模块二 2-7和数据通信模块一 1-5采集存储在地下静力触探数据采集卡1中的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号并存储在数据存储模块二 2-4中,同时将所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号实时显示在液晶显示模块2-6上;[0064] 步骤201中所述定时采集的时间与步骤102中所述定时采集的时间相同,具体地, 取速度为1次/秒;步骤201中所述同步时间一与步骤202中所述同步时间二相对应;[0065] 步骤三、数据上传:采用串口线连接数据通信模块三2-8和静力触探数据上位机管理系统3,通过数据通信模块三2-8将微控制器二 2-1所存储的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号同步上传至静力触探数据上位机管理系统3 ;[0066] 步骤四、静力触探数据处理与显示:所述静力触探数据上位机管理系统3调用数据处理模块对所接收到的所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号进行综合分析处理,并获得锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线,同时静力触探数据上位机管理系统3调用数据显示模块对分析处理得出的锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线进行同步显示;所述锥尖阻力与探杆深度对应曲线以锥尖阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标,所述锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线以锥壁摩阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标。[0067] 本实施例中,步骤103中所述的判断依据为:当锥尖阻力信号数据和锥壁摩阻力信号数据为0时,不存储;当连续出现相同或相近的锥尖阻力信号数据或锥壁摩阻力信号数据时,对应只存储两次,这种方式是基于静力触探探头电压信号变化的连续性,即信号不会发生突变,好处是减少了冗余数据,而且,在静力触探数据上位机管理系统3还可以还原出未存储的数据,确保了信息的完整性。[0068] 上述步骤二与步骤三的操作过程中,可以通过操作按键模块2-5对显示在液晶显示模块2-6上的地上静力触探数据采集仪2的功能进行选择,其功能包括数据采集、数据通信、时间调整和时间校正,通过操作上按键、下按键、左按键和右按键进行选择,并通过确定按键和返回按键进行确定或返回重新选择,各个功能对应不同的系统状态,微控制器二 2-1 获取到用户的操作后,会判定是否响应该操作,不管系统处于何种状态,系统都会响应返回操作。[0069] 所述静力触探数据上位机管理系统3包括系统配置模块、端口配置模块、数据接收模块、数据处理模块、数据显示模块、数据查询模块和系统帮助模块;所述系统配置模块主要实现系统用户的资料、权限、登录密码以及增删管理;所述端口配置模块主要实现静力触探数据上位机管理系统3与地上静力触探数据采集仪2数据通信参数的设置(包括端口号、波特率、数据格式以及校验码等);所述数据接收模块主要实现实时接收地上静力触探数据采集仪2所发送的地下静力触探数据采集卡1采集的同步时钟一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及地上静力触探数据采集仪2采集的同步时钟二和探杆深度信号,且将接收的数据以固定的格式保存在指定数据库中,在接收数据之前对需要接收的数据进行标识(即输入数据采集的位置、孔号等信息);所述数据处理模块主要实现地下静力触探数据采集卡1采集的锥尖阻力信号数据、锥壁摩阻力信号数据与地上静力触探数据采集仪采集的探杆深度信号数据的拟合,其拟合条件是根据地下静力触探数据采集卡1采集的同步时钟一和地上静力触探数据采集仪2采集的同步时钟二,然后将拟合好以后的数据以曲线的形式绘制出来并可以报表形式打印曲线,曲线的对应关系为锥尖阻力与探杆深度对应,锥壁摩阻力与探杆深度对应;所述数据显示模块主要实现所述数据处理模块所拟合出来的曲线的显示;所述数据查询模块主要实现历史数据的查询(可根据数据采集时间、数据采集位置以及数据采集孔号为条件查询)以及打印历史数据;所述系统帮助模块主要提供系统操作说明等信息。[0070] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种无缆式静力触探仪,其特征在于:包括装入探杆内并随静力触探探头(4)贯入地下的用于实时采集并存储静力触探探头(4)所探测数据的地下静力触探数据采集卡(1) 和用于将地下静力触探数据采集卡(1)所采集存储的数据进行处理及显示的静力触探数据上位机管理系统(3),还包括用于将地下静力触探数据采集卡(1)所采集存储的数据传送给静力触探数据上位机管理系统(3)的地上静力触探数据采集仪O),所述地上静力触探数据采集仪(¾分别与静力触探数据采集卡(1)和静力触探数据上位机管理系统(3)相接;所述地下静力触探数据采集卡(1)包括微控制器一(1-1)、分别与微控制器一(1-1) 相接的模拟信号处理模块一(1-2)、同步时钟模块一(1-3)、数据存储模块一(1-4)和数据通信模块一(1-5)、以及为各用电单元供电的电源模块一(1-6),所述模拟信号处理模块一 (1-2)与静力触探探头(4)相接;所述地上静力触探数据采集仪(¾包括微控制器二 0-1)、分别与微控制器二(2-1) 相接的光电编码器0-2)、同步时钟模块二 0-3)、数据存储模块二 0-4)、操作按键模块 0-5)、液晶显示模块0-6)、与数据通信模块一(1-¾配套使用的数据通信模块二 0-7)、 与静力触探数据上位机管理系统C3)配套使用的数据通信模块三0-8)、以及为各用电单元供电的电源模块二 0-9),所述光电编码器(2-¾设置在探杆的顶端。
2.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述微控制器一(1-1)为内部集成有A/D转换单元的单片机STC12C5A60S2AD。
3.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述模拟信号处理模块一 (1-2)由与静力触探探头(4)相接的放大电路和与放大电路相接的滤波电路构成,所述滤波电路与微控制器一(1-1)相接。
4.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述数据存储模块一(1-4) 和数据存储模块二(2-4)均为EEPROM存储器。
5.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述微控制器二 为单片机 STC89C52RC。
6.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述数据通信模块一 (1-5)、数据通信模块二(2-7)和数据通信模块三(2-8)均为RS-232串口通信电路模块。
7.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述操作按键模块(2-5) 包括用于对液晶显示模块0-6)的背光显示方式进行选择的背光按键,用于对液晶显示模块(2-6)上所显示内容进行选择的上按键、下按键、左按键和右按键,以及确定按键和返回按键。
8.按照权利要求1所述的无缆式静力触探仪,其特征在于:所述静力触探探头(4)为静力触探双桥探头。
9. 一种利用如权利要求1所述的无缆式静力触探仪进行数据采集处理的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一、地下静力触探数据采集卡对静力触探探头初始检测值的信号实时采集与处理,其实时采集与处理过程如下:10、所述模拟信号处理模块一(1-¾对静力触探探头(4)所输出的锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号依次进行放大和滤波处理后输出给微控制器一(1-1);·102、所述微控制器一(1-1)定时采集模拟信号处理模块一(1-2)所输出的信号并进行 A/D转换,同时,微控制器一(1-1)读取同步时钟模块一(1-3)所输出的同步时间一;·103、所述微控制器一(1-1)根据一定的判断依据判断A/D转换后的数据是否有必要存储,如果确定存储,则先存储同步时间一,然后存储锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号;步骤二、地上静力触探数据采集仪对探杆深度信号及地下静力触探数据采集卡所输出信号的实时采集、处理及显示,其实时采集、处理及显示过程如下:·201、所述微控制器二 定时采集光电编码器O-10)所输出的探杆深度信号,同时,微控制器二读取同步时钟模块二(2-3)所输出的同步时间二并将所述同步时间二和探杆深度信号以特定的格式存储在数据存储模块二 0-4)中,且将所述同步时间二和探杆深度信号实时显示在液晶显示模块(2-6)上;·202、所述微控制器二(2-1)通过数据通信模块二(2-7)和数据通信模块一(1-¾采集存储在地下静力触探数据采集卡(1)中的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号并存储在数据存储模块二 0-4)中,同时将所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号实时显示在液晶显示模块(2-6)上;步骤201中所述定时采集的时间与步骤102中所述定时采集的时间相同,步骤201中所述同步时间二与步骤202中所述同步时间一相对应;步骤三、数据上传:通过数据通信模块三(2-8)将微控制器二(2-1)所存储的同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号同步上传至静力触探数据上位机管理系统(3);步骤四、静力触探数据处理与显示:所述静力触探数据上位机管理系统C3)调用数据处理模块对所接收到的所述同步时间一、锥尖阻力信号和锥壁摩阻力信号以及同步时间二和探杆深度信号进行综合分析处理,并获得锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线,同时静力触探数据上位机管理系统C3)调用数据显示模块对分析处理得出的锥尖阻力与探杆深度对应曲线和锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线进行同步显示;所述锥尖阻力与探杆深度对应曲线以锥尖阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标;所述锥壁摩阻力与探杆深度对应曲线以锥壁摩阻力值为横坐标、探杆深度为纵坐标。
10.按照权利要求9所述的无缆式静力触探仪数据采集处理方法,其特征在于:步骤 103中所述的判断依据为:当锥尖阻力信号数据和锥壁摩阻力信号数据为0时,不存储;当连续出现相同或相近的锥尖阻力信号数据或锥壁摩阻力信号数据时,对应只存储两次。
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