CN102374857A - 一种自动采集测斜数据的方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种自动采集测斜数据的方法及设备，涉及岩土工程中测量岩土体深层水平位移技术。本实发明克服了传统测斜仪需要人工测量、记录，而且费时费力、工作效率低下的缺点，本发明的技术方案包括自动采集数据部分和数据存储接收部分，其特征是测量探头内部装有微型开关，新型测斜管外壁固定有磁环或磁片，测斜仪测量探头在测斜管中行进时，微型开关在测斜管外壁的磁环或磁片的磁场条件下自动启闭，实现自动采集、记录、存储数据的功能；数据接收器内部装有蓝牙模块与掌上电脑PDA连接，实现数据无线传输。本发明适用于岩土工程中岩土体深层水平位移的批量测量。

Description

一种自动采集测斜数据的方法及设备

技术领域

本发明涉及岩上工程中测量岩上体深层水平位移的方法及设备。 

背景技术

传统测斜仪是由测量探头(通常为0.5米长)、传输线缆、数据接收器三部分组成。传统测斜仪需要人工将测量探头放入测斜孔中，然后人力将测量探头放到指定位置，进行测量，数据接收器接收每个位置的数据，每出现一个数据需要记录一次，更老的甚至需要手写记录每个位置的测斜数据。传统测斜仪存在下列三大技术问题：(1)数据采集依赖人工，没有实现自动化。传统测斜仪都是通过工人拉传输电缆进行测量，工人在拉电缆的过程中，每次定位不相同，时高时低，严重时影响测量精度。(2)数据记录存储依赖人工，没有实现自动化。传统测斜仪一般是工人拉电缆，技术人员记录储存。工人与技术人员之间配合良好，则数据记录比较完整，如果配合不当，则需重新测量记录。(3)数据传输没有实现自动化。传统测斜仪的数据传输一般是通过数据线与电脑连接，将数据传输到电脑，然后进行分析处理。这一般都滞后于工程实际，有的情况下甚至与测量时间间隔很久才将数据传输到计算机上。总之，传统测斜仪比较依赖于人工，数据采集、记录、存储与传输均比较慢，没有实现自动化智能化。 

发明内容

本发明的目的在于克服传统测斜观测方法的局限和缺陷，提出一种自动化采集、记录、存储和传输测斜数据的方法及设备。 

本发明的技术方案由采集数据部分和数据存储接收部分组成，采集数据部分包含了数据测量探头、驱动器和新型测斜管三个部分；数据测量探头内部安装了一个微型接触开关，微型接触开关由两片金属片制成，其中一片固定在探头内壁，另一片用弹簧片及绝缘片相隔开，测斜管外壁安装有磁环或磁片，数据接收器内设蓝牙传送装置。 

本发明的优点是解决了传统测斜仪的自动化与智能化水平较低的问题。实现了自动采集数据、自动记录与存储数据、自动接收数据三大功能。 

附图说明

图1为自动采集测斜数据的设备组成结构简图。 

图2为自动采集测斜数据的设备简图。 

图3为数据测量探头示意图及端部详图。 

图4为数据自动存储记录过程示意图。 

图5为数据测量探头工作实施示意图。 

图6为新型测斜管改造示意图。 

图7为某基坑工程测斜孔布置示意图。 

具体实施方式

图1表示该自动采集数据的测斜仪装置包括两个部分：自动采集数据部分和数据存储接收部分。自动数据采集部分包含数据测量探头、驱动器和新型测斜管三个部分；数据存储接收部分有自动存储记录数据与蓝牙无线传输数据两部分。 

图2表示自动采集数据的测斜仪装置由以下几个部分组成：数据测量探头7由测量电缆10连接到转盘1上面，转盘1上可以缠绕测量电缆10，转盘1的转动是由于链条3与齿轮2的转动而被带动的， 动力的来源便是驱动器6的转动而来，驱动器中的电动机通过蓄电池电源提供电力，测量电缆10的另一端连接电缆4与数据接收器5连接，把测量数据及时传输到并存储起来。整个装置的主要部分驱动器6、数据接收器5、转盘1、链条3与齿轮2等都是固定在箱形支架上。在该支架下部装有四个小轮8，还有一个手扶推手9，通过该手扶推手9与小轮8的滚动，可以实现自动采集数据的测斜仪装置的自由移动。 

驱动器6的主要部件是小型电动机和蓄电池电源，蓄电池电源带动了小型电动机的转动，小型电动机带动了齿轮2的转动，小型电动机直接带动的齿轮2的直径较小，通过链条3的有效传递后，带动了连接转盘1的齿轮2的缓慢匀速转动，从而使得转盘1也缓慢而匀速地转动。小型电动机可以实现正向和逆向双向转动。 

图3所示为数据测量探头示意图及端部详图。数据测量探头7被测量电缆10联系着运动。数据测量探头7的端部内部固定两个薄金属片12(长1.5cm、宽0.5cm、厚1mm)，一个薄金属片12固定在探头内壁上，另外一片薄金属片与固定在探头内壁上的薄金属片中间有绝缘皮和小弹簧13隔开，两个薄金属片12的端部分别有两根电线14连出，电线14通过测量电缆10连接到数据接收器4中。 

在数据接收器中，两根电线14通过测量电缆10连接到其中，两个薄金属片12相当于开关，在该开关作用下，两根电线14是传输线，数据接收器便实现了自动记录和存储。同时，在数据接收器4中安装了蓝牙模块，蓝牙模块与数据接收器内部的系统相连，并且在数据接收器的外表面有操作屏幕可以操作实现蓝牙寻找与传输功能。当外界存在带有蓝牙功能的PDA掌上电脑时，蓝牙模块便与PDA掌上电脑 相连，从而实现了数据的无线传输。 

图4为数据自动存储记录过程示意图。测量探头7在测斜管15内行进时，安装在测斜管15外壁的磁环或磁片11的磁场对设置在探头7内部的两片金属片12产生作用，经过时闭合，离开时因弹簧13的作用打开；连接在两片金属片12上的两根细导线14连接到探头7上部的测量电缆10和连接电缆4中，通过电缆10与数据接收器5连接。数据接收器5内数据的记录存储一般是显示屏上按键记录，这里将金属片自动启闭实现自动记录存储取代按键记录，其余设计不变。 

图5所示为数据测量探头工作实施示意图。当数据测量探头7被测量电缆10连接着逐渐地在新型测斜管15内部匀速上升或下降时，由于新型测斜管15壁上装有磁环或磁片11，在磁环或磁片11的作用下，两个薄金属片12就会在磁力的作用下张合，闭合上的瞬间就实现了数据的自动存储和记录。 

图6所示为新型测斜管改造示意图。常用测斜管为PVC管材，新型测斜管最好采用ABS管材，柔韧性好，使用时间长。新型测斜管15的外侧固定有磁环或磁片11，每个磁性环或磁片11的间距为0.5m，磁环或磁片也可以采用分层沉降磁环。 

图7所示为某基坑工程的测斜孔布置示意图，共四个测斜孔，CX1～CX4，均布置于基坑长边和短边的中部。工程场地为软弱地基，表层为杂填土，下部为耕植土、淤泥质土，淤泥质粘土，粘土和砂土。软弱土层主要分布在地表以下20m的范围内。每个测斜管的深度为39m，上下分别可以采集78个点，共可以自动采集156个点。现在采用本发明设计的自动采集数据的测斜仪装置，该装置可以直接推到每个测斜孔边，测斜管为新型测斜管，将数据测量探头就位到测 斜管的导槽内，然后开动电动机开关及数据接收器开关，数据测量探头便缓慢下降，同时记录和存储下每个0.5m处的测斜仪读数值，数据接收器内部装有蜂鸣器，故记录和存储时会发出响声。当数据测量探头到达孔底后，蜂鸣器便有规律地发出一个个的响声，这时，可以将小型电动机逆向打开，电动机改变转向，数据接收器便缓慢地往测斜孔的上部移动，同时记录和存储每个0.5m处的测斜数据值，每次也发出数据接收器中的蜂鸣声。当数据测量探头露出空外，便可以收回数据测量探头，摆放于装置的铁架上，推动扶手，到下一个测斜孔进行后续监测。 

当四个测斜孔全部测量完毕后，按动数据接收器上的蓝牙传输按钮，蓝牙模块便开始工作，自动寻找附近的蓝牙设备，打开PDA掌上电脑，便可以在现场接收到测斜数据，测斜数据在掌上电脑中的EXCEL中可以打开，并且可以进行数据的处理并绘图。这就实现了测斜的现场观测、处理数据，及时观看基坑的深部水平位移偏移量，省去了内业的数据处理时间，为基坑的安全监测节省了宝贵的时间，避免了许多基坑事故的发生。 

综上所述，该自动采集测斜数据的方法及设备在建筑工程、岩土工程、水利工程等行业均有广泛的工程应用前景，具有很高的实用价值。 

Claims (4)

1.一种自动采集测斜数据的方法及设备，包括自动采集数据部分和数据存储接收部分，其特征是测量探头内部装有微型开关，新型测斜管外壁固定有磁环或磁片，测斜仪测量探头在测斜管中行进时，微型开关在测斜管外壁的磁环或磁片的磁场条件下自动启闭，实现自动采集、记录、存储数据的功能；数据接收器内部装有蓝牙模块与掌上电脑PDA连接，实现数据无线传输。

2.根据权利要求1所述的一种自动采集测斜数据的方法及设备，其特征是微型开关由两片金属片构成，它们尺寸为长1.5cm、宽0.5cm、厚1mm，其中一片固定在探头内壁，另一片用弹簧片及绝缘片相隔开。

3.根据权利要求1所述的一种自动采集测斜数据的方法及设备，其特征是新型测斜管外侧安装的磁环或磁片可以是分层沉降磁环。

4.根据权利要求1所述的一种自动采集测斜数据的方法及设备，其特征是测量探头的升降是电力驱动的。

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