CN102518109B - 一种基于树突式的数据采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于树突式的数据采集方法及装置，在连接导线及埋放数据检测器前，根据所埋置深度，确定分支节点间距；在分支节点处把导线一分为二，即铜丝一股分成两股，与下一股导线相连接，然后把两股铜丝用胶布裹好，依次连接导线直至达到地面以上。本发明通过采用树突式信息分散传递模式，大大提高了采集数据信息的成功率，即使某单一导线的破坏，也能有效采集到数据，提高了数据采集的安全性。再则，在一分为二的分支节点处，对关键易损部位进行加固保护，使导线具有更好的安全性。最后，所采集到的不同数据根据各具体要求情况，取加权平均值或者自定义权重求均值来作为最终的参数，提高所采集数据的可靠性。

Description

一种基于树突式的数据采集方法及装置

技术领域

本发明属于土木建筑工程领域，具体地说，是一种土木建筑工程中数据监测及采集的方法及装置。

背景技术

数据监测及采集是土木建筑工程领域的一项十分重要的过程。它不仅用于初期工程建设对工程进行实时性的观测，并与初设计预期进行核实；而且，在后期的使用及维护中，所测量的数据用于工程结构的安全监测及评估。所以，不管是建设过程中还是后期交付使用，数据的采集与监测都是十分重要的。但是，对于地下土木建筑工程，数据的采集是十分困难的，特别是地下深层结构或超深层结构的数据采集，例如测量80米桩基的沉降等，不仅需要面对复杂地质的影响，也需要考虑数据采集装备的采集数据过程的安全性与可靠性。目前一般都是采用埋置数据检测器于地下结构，通过导线连通至地表以上进行数据采集监测，由于深度大和土体的复杂性，以及施工过程中的不经意碰撞踩踏等，都极易影响导线传输数据的性能，甚至出现很多因导线损坏而无法读取数据的情况。一方面，数据的采集受阻，造成了结构该部位数据不能得到，影响结构的整体监测；另一方面，数据检测器都比较昂贵，必然造成很大的经济损失。因此，设计一种数据采集及所采集数据的高安全性与高可靠性的方法与装置是十分需要的。

经对现有技术的文献检索，中国专利申请号：200810041666.6，发明名称：土体中侧向土压力传感器埋设方法与装置，公开号：CN101358455A，该专利概述为：土体中侧向土压力传感器埋设方法与装置属于建筑工程技术领域的土体侧向土压力传感器埋设及装置，该装置包括传感器安装管、延长线、土压力传感器、保护钢套、U形保护钢卡、松紧螺丝、接头管、数据传递导线和数据采集仪。土压力传感器的数据传递导线连接数据采集仪，在传感器安装管中点开凿槽口，将土压力传感器装入保护钢套后一起嵌入到槽口，再加U形保护钢卡并用松紧螺丝固定，利用接头管将传感器安装管和延长管接长至设计长度，放入土体钻孔内，临时固定导管后向钻孔内回填细砂，待细砂固结完成后进行侧向土压力测试。该发明主要用于土体侧向土压力实验测量，即对实体土体进行钻孔，将传感器通过PVC安装管插入孔道中进行土体侧向压力测试。该方法装置主要应用于相对较浅层土体或结构建筑测量土体的侧向压力，需要单独钻孔放入安装管等仪器，但对于深处或超深层结构物就不适用，并且成本较高；同时，对于建筑工程，靠近地表处一般因施工工况复杂等情况，使得导线等仪器更加容易损坏，单一导线的破坏将使得测量工程完全失效，故在靠近地表施工之处宜需多个接头以提高安全性。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题，提供一种既能提高数据采集的安全性及所采集数据可靠性，又简单易行的具有经济性的数据采集方法及装置，即一种基于树突式的数据采集方法及装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于树突式的数据采集装置，包括：数据检测器、保护套、导线、钢管分支器、胶布、数据采集接头、数据接收采集器。所述数据检测器位于埋放最深处，所述导线连接在数据检测器上，所述导线采用树突式设置，所述树突式具有至少一个分支节点，在每个分支节点处导线一分为二，两股导线分别与下一股导线相连接，所述每个分支处导线连接后用胶布裹好，所述每个分支节点的导线连接处设有钢管分支器；所述导线末端均连接到数据采集接头，数据采集接头再连接到数据接收采集器。

所述埋放最深处的导线外设有保护套。

所述钢管分支器包括钢管分支器孔道以及用于固定钢管分支器孔道的紧固螺栓。

本发明提供一种基于树突式的数据采集方法，本发明在连接导线及埋放数据检测器前，根据所埋置深度，确定分支间距；在分支节点处把导线一分为二，即铜丝一股分成两股，与下一股导线相连接；然后把两股铜丝用胶布裹好，防止相互触碰而影响采集数据；再在分支口装置钢管分支器，保护导线易坏节点的安全性，最后依次连接导线直至达到能测量采集数据为止。本发明通过采用树突式的信息传递，防止单一导线的破坏而破坏所有数据传递，并且可对采集的数据进行均值换算，提高了数据采集的安全性以及所采集数据的可靠性。

本发明上述方法包括以下步骤：

第一步、根据数据检测仪器所埋置深度，以及预期数据采集数即导线股数n，确定导线分支节点；

第二步、在导线分支节点处，将导线内铜丝一分为二，分别与下一段导线相连接，并用胶布裹好，防止两股铜丝触碰；

第三步、把裹好胶布的导线放置钢管分支器的孔道内，用紧固螺栓将钢管分支器紧固，保护导线薄弱节点；

第四步、布置好仪器和导线后，将其随钢筋笼或者柱子放入地下层，以用于检测数据；在使用中，将数据接收采集仪所测量的数据进行处理。

本发明中，所述导线股数n取值为4或者8，即若n=4，则分支节点间距大致取在d/3处；若n=8，则分支节点间距大致取在d/4处。d为数据检测器的预期埋放深度。

本发明中，用于最终数据采集的导线股数为n，最后能有效采集到数据为m组，则可以根据具体情况，对m组数据取加权平均值或者自定义权重求均值，提高所采集数据的可靠性。

本发明利用树突式信息分散传递原理，通过采用树突式信息分散传递模式，将数据检测器反应的数据信息由一转为二，并依次扩大，直至到达最后数据采集时，将拥有n组可测数据，通过如此方式，大大提高了采集数据信息的成功率，即使某单一导线的破坏，也能有效采集到数据，提高了数据采集的安全性。再则，在一分为二的分支节点处，采取胶布，钢管分支器加固方式来对关键易损部位进行加固保护，使导线具有更好的安全性。最后，由数据接收采集仪器所采集到的不同数据，根据各具体要求情况，取加权平均值或者自定义权重求均值来作为最终的参数，提高所采集数据的可靠性。该方法操作简便，无需复杂的装备，并且经济实用。

附图说明

图1是本发明的实施例实际应用示意图。

图2是本发明实施例的分支节点A处放大示意图。

图3是本发明实施例的钢管分支器示意图。

图中：数据检测器1、保护套2、导线3、铜丝31、导线外膜32、钢管分支器4、紧固螺栓41、钢管分支器孔道42、胶布5、数据采集接头6、数据接收采集器7。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种基于树突式的数据采集装置，包括：数据检测器1、保护套2、导线3、钢管分支器4、胶布5、数据采集接头6、数据接收采集器7。所述数据检测器1位于埋放最深处即最下方，所述导线3连接在数据检测器1上，所述导线3采用树突式设置，所述树突式具有至少一个分支节点，在每个分支节点处导线一分为二，两股导线分别与下一股导线相连接，所述每个分支处导线连接后用胶布5裹好，所述每个分支节点的导线连接处设有钢管分支器4；所述导线3末端均连接到数据采集接头6，数据采集接头6再连接到数据接收采集器7。

本实施例中，所述埋放最深处的导线3外设有保护套2。

本实施例中，所述导线3包含铜丝31、以及位于铜丝31外的导线外膜32。

如图2-3所示，本实施例中，所述钢管分支器4包括钢管分支器孔道42以及用于固定钢管分支器孔道42的紧固螺栓41。所述钢管分支器为两个半片分支器，其内采用一孔道分散成两孔道，将导线嵌合在孔道，盖合两片分支器通过3个紧固螺栓紧固成一体。

本实施例中，所述树突式的分支节点根据埋放深度确定，所述分支节点的间距可以根据需要设定。

实施例2

本实施例提供一种基于树突式的数据采集方法，包括以下具体操作步骤：

第一步、导线分支节点及间距确定：根据设计，确定数据检测器1的预期埋放深度d，并选择确定到达地面进行数据采集的导线股数n，宜取值为4或者8，但是最深处股数为单股，处于关键部位，应该采取特殊保护，在其外应套置保护套2，长度可适当取短些，如图1所示：当n=4或n=8时，可大致如图取各分支节点间距值。

第二步、在导线3分支节点处，用刀具（美工刀等）把一段导线3外的保护薄膜层32切除，使之露出内部铜丝31，均等分成两股，分别与下一段导线3内铜丝31胶合相连接；待试探测量并确定完好之后，用胶布5裹好铜丝31，保护并防止两股铜丝31触碰；

第三步、当胶布5裹好之后，把导线3放置在钢管分支器4的一边上，并且重新再环裹胶带5，使得导线3粗细与分支器孔道42尺寸保持基本嵌合，盖合另外一边，通过3个紧固螺栓41紧固钢管分支器4，这样起到保护导线3易坏节点的安全性。依次类推，直至所有连接导线3长度大于d为止。如图2-3所示。

第四步、待布置好所有仪器与导线后，可绑扎于钢筋笼或者柱子上，随之放入深层预期点，进而进行测量。再如第一步所述，达到地面以上的数据采集接头6数目应为n，使用时用数据接收采集器7进行分别测量，最后能有效采集到m组数据，则可以根据具体情况，取加权平均值或者自定义权重求均值，提高所采集数据的可靠性。

本发明通过采用树突式信息分散传递模式，将数据检测器反应的数据信息由一转为二，并依次扩大，直至到达最后数据采集时，将拥有n组可测数据，通过如此方式，大大提高了采集数据信息的成功率，即使某单一导线的破坏，也能有效采集到数据，提高了数据采集的安全性。再则，在一分为二的分支节点处，采取胶布，钢管分支器加固方式来对关键易损部位进行加固保护，使导线具有更好的安全性。最后，由数据接收采集仪器所采集到的不同数据，根据各具体要求情况，取加权平均值或者自定义权重求均值来作为最终的参数，提高所采集数据的可靠性。

本发明原理简单，效果显著，操作简便，无需复杂的设备。一般导线价格在1.5元/m左右，相对上述提到的采用柔性PVC导管价格20元/m，可见本发明经济性优势相当明显。并且所述导线可以绑扎与钢筋笼上，对桩柱强度影响不大。不仅可以大大提高数据采集的成功率，并且根据最后所采集到的数据，按一定规律求得均值作为有效值，这样可以提高所采集数据的可靠性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种基于树突式的数据采集装置，其特征在于包括：数据检测器、保护套、导线、钢管分支器、胶布、数据采集接头以及数据接收采集器；所述数据检测器位于埋放最深处，所述导线连接在数据检测器上，所述导线采用树突式设置，所述树突式具有至少一个分支节点，在每个分支节点处导线一分为二，两股导线分别与下一股导线相连接，所述每个分支处导线连接后用胶布裹好，所述每个分支节点的导线连接处设有钢管分支器；所述导线末端均连接到数据采集接头，数据采集接头再连接到数据接收采集器；所述埋放最深处的导线外设有保护套，该导线为单股导线。

2.根据权利要求1所述的基于树突式的数据采集装置，其特征在于：所述钢管分支器为两个半片分支器，其内采用一孔道分散成两孔道，将导线嵌合在孔道，盖合两片分支器通过紧固螺栓紧固成一体。

3.一种采用权利要求1所述装置的基于树突式的数据采集方法，其特征在于：在连接导线及埋放数据检测器前，根据所埋置深度，确定分支节点间距；在分支节点处把导线一分为二，即铜丝一股分成两股，与下一股导线相连接，然后把两股铜丝分别用胶布裹好，依次连接导线直至达到地面以上，测量采集数据。

4.根据权利要求3所述的基于树突式的数据采集方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、根据数据检测仪器所埋置深度，以及预期数据采集数即导线股数n，确定导线分支节点；

第二步、在导线分支节点处，将导线内铜丝一分为二，分别与下一段导线相连接，并用胶布裹好，防止两股铜丝触碰；

第三步、把裹好胶布的导线放置钢管分支器的孔道内，用紧固螺栓将钢管分支器紧固，保护导线薄弱节点；

第四步、布置好仪器和导线后，将其随钢筋笼或者柱子放入地下层，以用于检测数据；在使用中，将数据接收采集仪所测量的数据进行处理。

5.根据权利要求4所述的基于树突式的数据采集方法，其特征在于：所述导线股数n取值为4或者8，即若n=4，则分支节点间距大致取于d/3处；若n=8，则分支节点间距大致取于d/4处，d为数据检测器的预期埋放深度。

6.根据权利要求4所述的基于树突式的数据采集方法，其特征在于：所述的数据处理，将数据接收采集仪所测量到的数据，采用加权平均值或者自定义权重求均值。

7.根据权利要求4所述的基于树突式的数据采集方法，其特征是：从数据检测仪器到最深处分支节点之间，采用单股导线，并使用保护套对其保护。

8.根据权利要求4所述的基于树突式的数据采集方法，其特征是：所述钢管分支器为两个半片分支器，其内采用一孔道分散成两孔道，将导线嵌合在孔道，盖合两片分支器并通过紧固螺栓紧固成一体。

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