CN110030974A - 一种便捷的测斜仪、基坑监测系统及基坑监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便捷的测斜仪、基坑监测系统及基坑监测方法，测斜仪包括测斜探头、线缆、线标、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端，测斜探头尾部与线缆的一头连接，另一头与数据发射器连接，线标外直径大于所述线缆外直径，并被等距设置在线缆外壁上，线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆一起伸入到测斜管中，线缆安装在线缆限位器上，数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端。采用该便携的测斜仪可减少操作人员数量。手持终端可实时记录并传回测斜仪、振弦传感器、水准仪、全站仪所测得的数据，这样可以减少进行基坑监测所需时间，也减少了人工记录数据时带来的误差。

Description

一种便捷的测斜仪、基坑监测系统及基坑监测方法

技术领域

本发明涉及岩土工程监测技术领域，具体涉及一种便捷的测斜仪、基坑监测系统及基坑监测方法。

背景技术

在现行的基坑监测流程中，主要使用人工对各项数据进行巡视与检测，测得结果也由人工进行计算与校对。同时，在基坑监测的实施方式上，数据的记录与读取主要依靠人工通过纸笔记录与读取，在监测中所需的各项设备也需要数名技术人员协同操作完成。这极大的提高了人工成本，而效率及数据的准确性却得不到保证。因此，提出一种便捷的基坑监测设备及方法是摆在本领域技术人员面前的难题。

发明专利内容

本发明克服现在技术中的上述难题，提出一种便捷的测斜仪、基坑监测系统及基坑监测方法，避免人工对于监测数据进行输入与计算，并减少每项监测设备操作所需的人员数量。同时，保留使用人工对于数据进行校对与检查的选项来进一步提高监测数据的可靠与准确性。

本发明通过以下技术方案来实现：一种便捷的测斜仪，包括测斜探头、线缆、线标、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端，所述测斜探头尾部与线缆的一头连接，所述线缆的另一头与数据发射器连接，所述线标外直径大于所述线缆外直径，并被等距设置在线缆外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆一起伸入到测斜管中，线缆安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端。

进一步的，所述线缆限位器设有允许线缆和线标向上通过，且不允许线缆或线标向下通过的单向传动机构。

进一步的，所述单向传动机构为仅能向上开启的活页，该活页上设有大于线缆外径，小于线标外径的竖向通孔，该通孔连通且大于线标外径的开口。

进一步的，所述单向传动机构为突出部向上相对设置的一对凸轮，一对凸轮的突出部抵住线缆的相对的侧壁，该对凸轮允许线缆向上通过，当线缆下行时，会将线缆卡死。

进一步的，所述单向传动机构为固定挡板，固定挡板上设有直径小于线标外径且大于线缆外径的通孔，以及与该通孔连通且大于线标外径的开口。

进一步的，所述测斜管顶端设有电子识别标识，所述手持数据终端读取所述电子识别标识内包含的测斜管编号信息。

进一步的，所述手持数据终端在接收到所述数据发射器输出的数据后，在测斜探头到达预定位置，且数据数值稳定时自动判断并记录有效数据，并在记录后发出指示。

本发明的第二目的是提供一种便捷的测斜仪的测试方法，该方法包括如下步骤：

1)将测斜探头放入测斜管中；

2)在测斜管顶端安装线缆限位器，并将线缆安装在线缆限位器中；

3)将测斜探头缓慢放置至测斜管底部；

4)将手持数据终端与数据发射器连接，并确认数据通信正常；

5)缓慢将测斜探头拉起，每遇到一个线标，便停止提拉；

6)停止提拉后，确认线缆被线缆限位器卡住；

7)查看手持数据终端，等待手持数据终端自动记录收据后的指示；

8)收到手持数据终端完成数据记录后的指示后，继续提拉；

9)重复步骤5)-8)直至测斜探头被拉出测斜管。

本发明的第三目的是提供一种便捷的基坑监测系统，包括数据采集模块、振弦传感器、水准仪和/或全站仪、云平台、便捷的测斜仪、电子识别标识，所述便捷的测斜仪包括测斜探头、线缆、线标、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端，所述测斜探头尾部与线缆的一头连接，所述线缆的另一头与数据发射器连接，所述线标外直径大于所述线缆外直径，并被等距设置在线缆外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆一起伸入到测斜管中，线缆安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端；

所述振弦传感器用于采集基坑的应变、力、水压、位移数据，所述振弦传感器与数据采集模块相连，并将采集到的数据上传至云平台；测斜仪用于采集基坑测斜管的测斜数据，所述水准仪和/或全站仪用于采集基坑测点的变形数据，手持终端用于记录水准仪和/或全站仪测得的数据以及测斜仪测得的测斜数据并上传数据至云平台；所述电子识别标识被设置在测斜管、变形测点以及振弦传感器上，并可被手持终端读取其含有的位置、编号信息及标定参数。

本发明的第四目的是提供一种便捷的基坑监测方法，该方法在上述的系统中实现，该方法包括如下步骤：

1)监测人员在手持终端上定义基坑监测所需的基准点数量及坐标、测站数量及测点数量、测斜测量所需的测点数量及位置信息、振弦传感器数量及位置、振弦传感器标定参数和计算公式；

2)监测人员在手持终端输入并定义预定测量流程；

3)根据预定测量流程使用电子识别标识后，手持终端从云平台调取对应点的位置、编号信息和标定参数；

4)使用手持终端记录水准仪和/或全站仪测得数据并将数据传至云平台；

5)使用一种便捷的测斜仪测得测斜数据并上传数据至云平台；

6)使用手持终端获取振弦传感器数据并将数据传至云平台，或将数据采集模块与振弦传感器使用有线或无线连接，并自动读取数据；；

7)使用云平台对所收集的监测数据进行汇总并整理计算生成报告。

进一步的，所述数据采集模块包括单片机以及均与单片机相连的振弦采集电路、蓝牙通讯电路、物联通讯电路和测斜采集电路，振弦传感器与振弦采集电路相连，蓝牙通讯电路与手持终端相连，物联通讯电路与云平台相连，测斜采集电路与测斜仪相连。

根据上述技术方案，本发明的有益效果是：线缆限位器可使得以往需要多人操作的测斜仪，所需操作人员数量缩减到一人。手持终端可实时记录并传回测斜仪、振弦传感器和水准测量仪所测得的数据，这样可以减少进行基坑监测所需时间，也减少了人工记录数据时带来的误差。所有基坑监测数据都由云平台处理，并自动生成报告，这样可以减少人员进行数据整理计算，并分析时造成的误差，省时省力。

附图说明

图1为本发明实施例中一种单向传动机构的示意图；

图2为本发明实施例中另一种单向传动机构的示意图；

图3为本发明实施例中数据采集模块的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明提供一种便捷的测斜仪，包括测斜探头、线缆1、线标2、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端，所述测斜探头尾部与线缆1的一头连接，所述线缆1的另一头与数据发射器连接，所述线标2外直径大于所述线缆1外直径，并被等距设置在线缆1外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆1一起伸入到测斜管中，线缆1安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端。

所述线缆限位器设有允许线缆1和线标2向上通过，且不允许线缆1或线标2向下通过的单向传动机构，用于减少测斜仪操作中所需的人员数量，本实施例提供一下三种单向传动机构：

所述单向传动机构为仅能向上开启的活页，该活页上设有大于线缆1外径，小于线标2外径的竖向通孔，该通孔连通且大于线标2外径的开口。

所述单向传动机构为突出部向上相对设置的一对凸轮3，一对凸轮3的突出部抵住线缆1的相对的侧壁，该对凸轮允许线缆1向上通过，当线缆1下行时，会将线缆1卡死，如图1所示。

所述单向传动机构为固定挡板4，固定挡板4上设有直径小于线标2外径且大于线缆1外径的通孔5，以及与该通孔连通且大于线标2外径的开口6，如图2所示。

所述测斜管顶端设有电子识别标识，所述手持数据终端读取所述电子识别标识内包含的测斜管编号信息，用于减少人工读取测斜管编号时的时间浪费及可能的错误。

所述手持数据终端在接收到所述数据发射器输出的数据后，在测斜探头到达预定位置，且数据数值稳定时自动判断并记录有效数据，并在记录后发出指示，减少了人员对数据准确性进行判断所带来的误差及时间浪费。

本发明提供的一种便捷的测斜仪的测试方法，包括如下步骤：

1)将测斜探头放入测斜管中；

2)在测斜管顶端安装线缆限位器，并将线缆1安装在线缆限位器中；

3)将测斜探头缓慢放置至测斜管底部；

4)将手持数据终端与数据发射器连接，并确认数据通信正常；

5)缓慢将测斜探头拉起，每遇到一个线标2，便停止提拉；

6)停止提拉后，确认线缆1被线缆限位器卡住；

7)查看手持数据终端，等待手持数据终端自动记录收据后的指示；

8)收到手持数据终端完成数据记录后的指示后，继续提拉；

9)重复步骤5-8直至测斜探头被拉出测斜管。

本发明的另一目的是提供一种便捷的基坑监测系统，包括数据采集模块、振弦传感器7、水准测量仪8和/或全站仪、云平台9、便捷的测斜仪、电子识别标识，所述便捷的测斜仪包括测斜仪10、线缆1、线标2、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端12，所述测斜探头尾部与线缆1的一头连接，所述线缆1的另一头与数据发射器连接，所述线标2外直径大于所述线缆1外直径，并被等距设置在线缆1外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆1一起伸入到测斜管中，线缆1安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端12；

所述振弦传感器7、测斜仪10、手持终端12以及云平台9均与数据采集模块相连，所述振弦传感器7用于采集基坑的应变、力、水压、位移数据，测斜仪10用于采集基坑测斜管的测斜数据，所述水准测量仪8和/或全站仪用于采集基坑测点的变形数据，手持终端12用于记录水准仪和/或全站仪测得的数据以及测斜仪测得的测斜数据并上传数据至云平台；所述电子识别标识被设置在测斜管、变形测点以及振弦传感器上，并可被手持终端读取其含有的位置、编号信息及标定参数。

采用一种便捷的基坑监测系统进行的基坑监测的方法，包括如下步骤：

1)监测人员在手持终端上定义基坑监测所需的基准点数量及坐标、测站数量及测点数量、测斜测量所需的测点数量及位置信息、振弦传感器数量及位置、振弦传感器标定参数和计算公式；

2)监测人员在手持终端输入并定义预定测量流程；

3)根据预定测量流程使用电子识别标识后，手持终端从云平台调取对应点的位置、编号信息和标定参数；

4)使用手持终端记录水准仪和/或全站仪测得数据并将数据传至云平台；

5)使用一种便捷的测斜仪测得测斜数据并上传数据至云平台；

6)使用手持终端获取振弦传感器数据并将数据传至云平台，或将数据采集模块与振弦传感器使用有线或无线连接，并自动读取数据；；

7)使用云平台对所收集的监测数据进行汇总并整理计算生成报告。

所述数据采集模块包括单片机13以及均与单片机13相连的振弦采集电路14、蓝牙通讯电路15、物联通讯电路16和测斜采集电路17，振弦传感器7与振弦采集电路14相连，蓝牙通讯电路15通过BLE4.0接口与手持终端12相连，物联通讯电路16通过串口与云平台9相连，测斜采集电路17通过插头与测斜仪10相连，如图3所示。

所述单片机13可以采用STM32G0单片机，但不限于此；所述振弦采集电路14可以采用100uH电容，意法半导体型号为2N2222A的NPN，但不限于此；所述蓝牙通讯电路15可以采用CC2540蓝牙通讯电路，但不限于此；物联通讯电路16可以采用NBIOT/LORA物联通讯电路，但不限于此；测斜采集电路17可以采用RS485测斜采集电路，但不限于此。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种便捷的测斜仪，其特征在于，包括测斜探头、线缆、线标、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端等，所述测斜探头尾部与线缆的一头连接，所述线缆的另一头与数据发射器连接，所述线标外直径大于所述线缆外直径，并被等距设置在线缆外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆一起伸入到测斜管中，线缆安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端。

2.根据权利要求1所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述线缆限位器设有允许线缆和线标向上通过，且不允许线缆或线标向下通过的单向传动机构。

3.根据权利要求2所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述单向传动机构为仅能向上开启的活页，该活页上设有大于线缆外径，小于线标外径的竖向通孔，该通孔连通且大于线标外径的开口。

4.根据权利要求2所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述单向传动机构为突出部向上相对设置的一对凸轮，一对凸轮的突出部抵住线缆的相对的侧壁，该对凸轮允许线缆向上通过，当线缆下行时，会将线缆卡死。

5.根据权利要求2所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述单向传动机构为固定挡板，固定挡板上设有直径小于线标外径且大于线缆外径的通孔，以及与该通孔连通且大于线标外径的开口。

6.根据权利要求1所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述测斜管顶端设有电子识别标识，所述手持数据终端读取所述电子识别标识内包含的测斜管编号信息。

7.根据权利要求1所述的一种便捷的测斜仪，其特征在于，所述手持数据终端在接收到所述数据发射器输出的数据后，在测斜探头到达预定位置，且数据数值稳定时自动判断并记录有效数据，并在记录后发出指示。

8.一种便捷的测斜仪的测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)将测斜探头放入测斜管中；

2)在测斜管顶端安装线缆限位器，并将线缆安装在线缆限位器中；

3)将测斜探头缓慢放置至测斜管底部；

4)将手持数据终端与数据发射器连接，并确认数据通信正常；

5)缓慢将测斜探头拉起，每遇到一个线标，便停止提拉；

6)停止提拉后，确认线缆被线缆限位器卡住；

7)查看手持数据终端，等待手持数据终端自动记录收据后的指示；

8)收到手持数据终端完成数据记录后的指示后，继续提拉；

9)重复步骤5)-8)直至测斜探头被拉出测斜管。

9.一种便捷的基坑监测系统，其特征在于，包括数据采集模块、振弦传感器、水准仪和/或全站仪、云平台、便捷的测斜仪、电子识别标识，所述便捷的测斜仪包括测斜探头、线缆、线标、线缆限位器、测斜管、数据发射器和手持终端，所述测斜探头尾部与线缆的一头连接，所述线缆的另一头与数据发射器连接，所述线标外直径大于所述线缆外直径，并被等距设置在线缆外壁上，所述线缆限位器被设置在测斜管的顶端，测斜探头和线缆一起伸入到测斜管中，线缆安装在线缆限位器上，所述数据发射器记录测斜探头所测得的数据并将数据发送手持终端；

所述振弦传感器用于采集基坑的应变、力、水压、位移数据，所述振弦传感器与数据采集模块相连，并将采集到的数据上传至云平台；测斜仪用于采集基坑测斜管的测斜数据，所述水准仪和/或全站仪用于采集基坑测点的变形数据，手持终端用于记录水准仪和/或全站仪测得的数据以及测斜仪测得的测斜数据并上传数据至云平台；所述电子识别标识被设置在测斜管、变形测点以及振弦传感器上，并可被手持终端读取其含有的位置、编号信息及标定参数。

10.一种便捷的基坑监测方法，其特征在于，该方法在权利要求9的系统中实现，该方法包括如下步骤：

1)监测人员在手持终端上定义基坑监测所需的基准点数量及坐标、测站数量及测点数量、测斜测量所需的测点数量及位置信息、振弦传感器数量及位置、振弦传感器标定参数和计算公式；

2)监测人员在手持终端输入并定义预定测量流程；

3)根据预定测量流程使用电子识别标识后，手持终端从云平台调取对应点的位置、编号信息和标定参数；

4)使用手持终端记录水准仪和/或全站仪测得数据并将数据传至云平台；

5)使用一种便捷的测斜仪测得测斜数据并上传数据至云平台；

6)使用手持终端获取振弦传感器数据并将数据传至云平台，或通过数据采集模块与振弦传感器连接自动读取数据；

7)使用云平台对所收集的监测数据进行汇总并整理计算生成报告。

11.根据权利要求10所述的一种便捷的基坑监测方法，其特征在于，所述数据采集模块包括单片机以及均与单片机相连的振弦采集电路、蓝牙通讯电路、物联通讯电路和测斜采集电路，振弦传感器与振弦采集电路相连，蓝牙通讯电路与手持终端相连，物联通讯电路与云平台相连，测斜采集电路与测斜仪相连。