CN105115475A - 基于霍尔感应的路基沉降检测系统 - Google Patents

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CN105115475A
CN105115475A CN201510556922.5A CN201510556922A CN105115475A CN 105115475 A CN105115475 A CN 105115475A CN 201510556922 A CN201510556922 A CN 201510556922A CN 105115475 A CN105115475 A CN 105115475A
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hall sensing
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control module
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陈国玉
童学权
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Suzhou Nanguang Electronic Technology Co Ltd
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels

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Abstract

本发明公开了一种基于霍尔感应的路基沉降检测系统，包含显示模块、控制模块、存储模块、无线通信模块和若干检测模块；检测模块包含中空管道、霍尔感应装置、卷盘、钢丝绳、激光测距单元、步进电机、控制单元和若干个磁环；控制单元分别和存储模块、霍尔感应装置、激光测距单元、步进电机相连；中空管道垂直埋入地下，所述若干个磁环套在中空管道外埋入土层；霍尔感应装置设置在中空管道内，通过钢丝绳与所述卷盘相连；步进电机设置在中空管道在地面的一端，其输出端与所述卷盘的转轴相连；激光测距单元用于测量霍尔感应装置和地面之间的距离。本发明结构简单，使用方便，可以测得路基下土层不同深度点的沉降量。

Description

基于霍尔感应的路基沉降检测系统
技术领域
本发明涉及路基沉降检测领域，尤其涉及一种基于霍尔感应的路基沉降检测系统。
背景技术
路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是铁路和公路的基础，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。修筑在良好的地质、水文、气候条件下的路基。从材料上分，路基可分为土路基，石路基，土石路基三种。
铁路和公路的基础，从材料上，路基可分为土方路基、石方路基和特殊路基。一般根据断面形式分为路堤、路堑和半填半挖。
路基（subgrade，substructure）由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构。也叫做线路下部结构。路基与桥梁、隧道相连，共同构成一条线路。路基依其所处的地形条件不同，有两种基本形式：路堤和路堑，俗称填方和挖方。铁路路基的作用是在路基面上直接铺设轨道结构。因此，路基是轨道的基础，它既承受轨道结构的重量，即静荷载，又同时承受列车行驶时通过轨道传播而来的动荷载（参见路基荷载）。路基同轨道一起共同构成的这种线路结构是一种相对松散连结的结构形式，抵抗动荷载的能力弱。建造路基的材料，不论填或挖，主要是土石类散体材料，所以路基是一种土工结构。因而路基经常受到地质、水、降雨、气候、地震等自然条件变化的侵袭和破坏，抵抗能力差。因此，路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。对于高速铁路，路基还应有合理的刚度，以保障列车高速行驶中的平稳性和舒适性。
稳定坚固的路基是确保公路工程优秀品质的核心基础，令路基稳定性与强度提升，可有效降低路面结构厚度，令工程成本造价有效降低，并令维修费用良好节约。修建路基势必会令原有地面的平衡自然状态有所改变，在某类地质、地形条件下，路堑边坡出现坍塌的机率将会大大增加，并令路基形成下滑。
因此，为避免这一不良现象，提升路基抗侵蚀能力，可科学采用有效措施技术确保整体路基结构的良好稳定性。
路基产生沉降一般均呈现出不均匀性，倘若严重还会令局部路段破坏，中断交通。通常状况，路基沉降包含地基陷落及路堤下陷两类状况，地基陷落主要由填筑不合理、填料不科学、不足压实引发，而后者则多由于没有进行良好的软弱地基处理造成。
形成路基沉降的主体因素是多层面的，形成病害不仅有其自身特征，同时又包含共同因素。总结起来，多为不良水文地质与工程地质条件、不利气候与水文因素、不合理设计、施工建设与相关要求不符等因素造成。例如复杂的地质构造、不利的岩层倾角与走向、松软岩性、严重风化、较高地下水位与较差土质等不良地质状况；较大降雨量、干旱、洪水、积雪、冰冻与较大温差状况；不符合要求的断面尺寸；压实土基不足、填筑顺序不科学、施工不履行相关设计方案、工程质量与标准不符等。
对于路基进行有效的检测时非常必要的。
现有的路基检测系统一般仅仅针对路基本身的沉降，不能路基下土层不同深度点的沉降量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于霍尔感应的路基沉降检测系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
基于霍尔感应的路基沉降检测系统，包含显示模块、控制模块、存储模块、无线通信模块和若干检测模块；
所述无线通信模块包含若干与所述检测模块一一对应相连的分布节点装置和一个与所述控制模块相连的汇总节点装置；
所述分别节点装置和汇总节点装置之间通过无线通信；
所述检测模块包含中空管道、霍尔感应装置、卷盘、钢丝绳、激光测距单元、步进电机、控制单元和若干个磁环；
所述控制单元分别和存储模块、霍尔感应装置、激光测距单元、步进电机相连；
所述中空管道垂直埋入地下，所述若干个磁环套在中空管道外埋入土层；
所述霍尔感应装置设置在中空管道内，通过钢丝绳与所述卷盘相连；
所述步进电机设置在中空管道在地面的一端，其输出端与所述卷盘的转轴相连，用于调整所述霍尔感应装置在中空管道中的位置；
所述激光测距单元设置在中空管道在地面的一端，用于测量霍尔感应装置和地面之间的距离；
所述控制单元用于根据霍尔感应装置的感应结果控制步进电机和激光测距单元工作，测得各个磁环和地面之间的距离，并将其发送至所述控制模块；
所述存储模块用于存储各个检测模块第一次测得的各个磁环和地面之间的距离；
所述控制模块用于将接受到的各个检测模块的各个磁环与地面之间的距离与存储模块中对应的该模块第一次测得的数据进行比较，并将比较结果在显示模块上显示出来。
作为本发明基于霍尔感应的路基沉降检测系统进一步的优化方案，所述控制单元的处理器采用51系列单片机。
作为本发明基于霍尔感应的路基沉降检测系统进一步的优化方案，所述控制单元的处理器采用AT89S52单片机。
作为本发明基于霍尔感应的路基沉降检测系统进一步的优化方案，所述存储模块采用SDRAM。
作为本发明基于霍尔感应的路基沉降检测系统进一步的优化方案，所述存储模块的型号为K4S561632。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.结构简单，使用方便；
2.可以测得各个路基测量点的沉降状况；
3.可以测得路基下土层不同深度点的沉降量。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种基于霍尔感应的路基沉降检测系统，包含显示模块、控制模块、存储模块、无线通信模块和若干检测模块；
所述无线通信模块包含若干与所述检测模块一一对应相连的分布节点装置和一个与所述控制模块相连的汇总节点装置；
所述分别节点装置和汇总节点装置之间通过无线通信；
所述检测模块包含中空管道、霍尔感应装置、卷盘、钢丝绳、激光测距单元、步进电机、控制单元和若干个磁环；
所述控制单元分别和存储模块、霍尔感应装置、激光测距单元、步进电机相连；
所述中空管道垂直埋入地下，所述若干个磁环套在中空管道外埋入土层；
所述霍尔感应装置设置在中空管道内，通过钢丝绳与所述卷盘相连；
所述步进电机设置在中空管道在地面的一端，其输出端与所述卷盘的转轴相连，用于调整所述霍尔感应装置在中空管道中的位置；
所述激光测距单元设置在中空管道在地面的一端，用于测量霍尔感应装置和地面之间的距离；
所述控制单元用于根据霍尔感应装置的感应结果控制步进电机和激光测距单元工作，测得各个磁环和地面之间的距离，并将其发送至所述控制模块；
所述存储模块用于存储各个检测模块第一次测得的各个磁环和地面之间的距离；
所述控制模块用于将接受到的各个检测模块的各个磁环与地面之间的距离与存储模块中对应的该模块第一次测得的数据进行比较，并将比较结果在显示模块上显示出来。
所述控制单元的处理器采用51系列单片机，优先采用AT89S52单片机。
所述存储模块采用SDRAM，型号为K4S561632。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于霍尔感应的路基沉降检测系统，其特征在于，包含显示模块、控制模块、存储模块、无线通信模块和若干检测模块；
所述无线通信模块包含若干与所述检测模块一一对应相连的分布节点装置和一个与所述控制模块相连的汇总节点装置；
所述分别节点装置和汇总节点装置之间通过无线通信；
所述检测模块包含中空管道、霍尔感应装置、卷盘、钢丝绳、激光测距单元、步进电机、控制单元和若干个磁环；
所述控制单元分别和存储模块、霍尔感应装置、激光测距单元、步进电机相连；
所述中空管道垂直埋入地下，所述若干个磁环套在中空管道外埋入土层；
所述霍尔感应装置设置在中空管道内，通过钢丝绳与所述卷盘相连；
所述步进电机设置在中空管道在地面的一端，其输出端与所述卷盘的转轴相连，用于调整所述霍尔感应装置在中空管道中的位置；
所述激光测距单元设置在中空管道在地面的一端，用于测量霍尔感应装置和地面之间的距离；
所述控制单元用于根据霍尔感应装置的感应结果控制步进电机和激光测距单元工作，测得各个磁环和地面之间的距离，并将其发送至所述控制模块；
所述存储模块用于存储各个检测模块第一次测得的各个磁环和地面之间的距离；
所述控制模块用于将接受到的各个检测模块的各个磁环与地面之间的距离与存储模块中对应的该模块第一次测得的数据进行比较，并将比较结果在显示模块上显示出来。
2.根据权利要求1所述的基于霍尔感应的路基沉降检测系统，其特征在于，所述控制单元的处理器采用51系列单片机。
3.根据权利要求2所述的基于霍尔感应的路基沉降检测系统，其特征在于，所述控制单元的处理器采用AT89S52单片机。
4.根据权利要求1所述的基于霍尔感应的路基沉降检测系统，其特征在于，所述存储模块采用SDRAM。
5.根据权利要求4所述的基于霍尔感应的路基沉降检测系统，其特征在于，所述存储模块的型号为K4S561632。
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