CN115184211A - 泥浆比重全过程实时监控装置与方法 - Google Patents

泥浆比重全过程实时监控装置与方法 Download PDF

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CN115184211A CN202210817122.4A CN202210817122A CN115184211A CN 115184211 A CN115184211 A CN 115184211A CN 202210817122 A CN202210817122 A CN 202210817122A CN 115184211 A CN115184211 A CN 115184211A
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Abstract

本发明涉及钻孔灌注桩的泥浆比重监测技术领域，提供了一种泥浆比重全过程实时监控装置与方法，监控装置包括能够进行数据传输的数据采集组件和APP终端；数据采集组件包括金属标准球、拉力传感器、电压采集器和第一通信模块；金属标准球采用绳索与拉力传感器的信号输入端连接，拉力传感器的信号输出端与电压采集器和第一通信模块电连接；APP终端包括第二通信模块、处理模块和显示器，第二通信模块与第一通信模块进行数据传输，处理模块根据第二通信模块收到的采集数据进行计算得到泥浆比重，显示器用于显示泥浆比重。监控方法采用上述监控装置，在进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，将金属标准球保持悬挂沉没于钻孔泥浆中，通过APP终端实时监控泥浆比重。

Description

泥浆比重全过程实时监控装置与方法
技术领域
本发明涉及钻孔灌注桩的泥浆比重监测技术领域，特别涉及一种泥浆比重全过程实时监控装置与方法。
背景技术
钻孔灌注桩是一种通过机械钻孔等手段就位成孔，灌注钢筋混凝土而制成的桩。因其具有适应性强、抗震性强、施工影响小等诸多优点，被广泛应用于道路桥梁工程，为大中型桥梁基础的首选形式。钻孔灌注桩的成孔方法各异，采用泥浆护壁成孔、正或反循环清孔工艺的钻孔灌注桩是最常见桩型之一。
钻孔泥浆是由水、粘土(或者膨润土)和添加剂组成，在成孔过程中起到维持孔壁稳定、携带悬浮钻渣、润滑冷却钻头等作用。在泥浆性能指标中，最重要的是比重，指泥浆与4℃时同体积水的重量之比。泥浆比重的大小直接影响着孔壁稳定、机械钻速和混凝土灌注质量。当泥浆比重过小时，容易造成塌孔扩径，特别是砂质地层段，造成混凝土用量增加和成本浪费；当泥浆比重过大时，影响钻进速度，且容易出现桩身夹泥甚至断桩。因此泥浆比重是影响泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量的关键因素。
现阶段钻孔泥浆的比重是通过泥浆比重计取样定时或不定时测量。一般型号的泥浆比重计是一个不等臂的天平，杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆一侧为泥浆杯，另一侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量，杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标。目前泥浆比重的测量监控存在滞后性，往往出现问题之后，才采取相应补救措施，导致现有桩基施工过程常常出现成本、质量和安全等各方面的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种泥浆比重全过程实时监控装置，包括能够进行数据传输的数据采集组件和APP终端；
数据采集组件包括金属标准球、拉力传感器、电压采集器和第一通信模块；金属标准球采用绳索与拉力传感器的信号输入端连接，拉力传感器的信号输出端与电压采集器和第一通信模块电连接；
APP终端包括第二通信模块、处理模块和显示器，第二通信模块与第一通信模块进行数据传输，处理模块根据第二通信模块收到的采集数据进行计算得到泥浆比重，显示器用于显示泥浆比重。
可选的，数据采集组件配置有电源模块，电源模块用于给数据采集组件提供电力。
可选的，数据采集组件配置有支撑组件，拉力传感器、电压采集器和第一通信模块都安装在支撑组件上，绳索由拉力传感器的信号输入端延伸出支撑组件并与金属标准球连接。
可选的，支撑组件呈盒状或者箱状，包括本体和门盖，本体设有让绳索穿出的通孔，门盖的一侧与本体通过铰链连接，门盖的另一侧与本体之间设置锁扣；拉力传感器、电压采集器和第一通信模块设置在本体内。
可选的，第一通信模块前端设有滤波器，滤波器对检测信号进行滤波处理后，给第一通信模块进行传输。
可选的，滤波器采用带阻滤波器。
可选的，处理模块通过以下计算过程得到泥浆比重：
采用以下公式计算绳索拉力：
F＝k·U
上式中，F表示绳索拉力；k表示拉力传感器的转换系数；U表示电压采集器测量得到的电压值；
然后，通过以下公式计算泥浆比重：
Figure BDA0003741124920000021
上式中，ρ表示泥浆比重；G表示金属标准球的重量；F表示绳索拉力；g表示重量与质量的比值，g为常数；V表示金属标准球的体积；
显示器显示绳索拉力和泥浆比重。
可选的，滤波器配置有滤波电路，滤波电路包括滤波模组、电平转换模组、切换开关K1和切换开关K2，滤波模组包括低频带滤波模组和高频带滤波模组；
检测信号通过切换开关K1切换分别输入低频带滤波模组或者高频带滤波模组；第一通信模块通过切换开关K2分别与低频带滤波模组和高频带滤波模组的输出端连接；
电平转换模组的低电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的低电平引脚连接；电平转换模组的高电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的高电平引脚连接。
可选的，电源模块配置有稳压电路，稳压电路包括限流模组、场效应管Q2、带隙基准电压模组、放大器U1、误差放大器U2、可变电阻R1、可变电阻R2、可变电阻R3、电阻R4、场效应管Q1、内控模组、低电压锁定模组和热保护模组；
限流模组的输入端连接电源，限流模组的输出端与场效应管Q2的源极连接，场效应管Q2的漏极为供电输出端；
限流模组的控制端与误差放大器U2的引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚1通过可变电阻R1与放大器U1的输出引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚2与场效应管Q2的漏极连接，误差放大器U2的引脚3分别与带隙基准电压模组和内控模组连接，误差放大器U2的输出引脚5与场效应管Q2的栅极连接；放大器U1的输入引脚1与带隙基准电压模组连接，放大器U1的输入引脚2分别与可变电阻R2的一端和可变电阻R3的一端连接，放大器U1的引脚3与内控模组连接，可变电阻R2的另一端与误差放大器U2的输入引脚1连接，可变电阻R3的另一端接地；
内控模组分别与场效应管Q1的栅极、低电压锁定模组和热保护模组连接；场效应管Q1的漏极通过电阻R4连接使能电源，场效应管Q1的源极接地。
本发明还提供了一种泥浆比重全过程实时监控方法，采用上述监控装置，在进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，将金属标准球保持悬挂沉没于钻孔泥浆中，通过APP终端实时监控泥浆比重。
本发明实现了泥浆比重的全过程实时监测，打破了传统方法中取样定时或不定时测量带来的局限，解决现场施工痛点，填补了行业空白，有巨大的经济潜能；可以利用无线连接通信模块和电脑或者手机的APP终端，实现了数据的远程监控，监控装置可作为功能性模块并入智慧建造管理平台系统内，促进智慧建造技术集成和拓宽；基础方法论遵循基本力学原理，设备鲁棒性好，造价合理，推广性强；设备操作简单，且与正常施工作业活动无冲突，无需暂停施工进行量测。针对泥浆比重的监控不及时的问题，采用经典力学原理、传感器应用和信号处理算法相结合方式，研制了一种泥浆比重全过程实时监控装置，实现了在钻进成孔过程中对泥浆比重精准的连续不间断监测。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种泥浆比重全过程实时监控装置的结构示意图；
图2为本发明的泥浆比重全过程实时监控装置实施例采用的滤波电路示意图；
图3为本发明的泥浆比重全过程实时监控装置实施例采用的稳压电路示意图；
图4为本发明实施例中一种泥浆比重全过程实时监控方法的应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种泥浆比重全过程实时监控装置，包括能够进行数据传输的数据采集组件1和APP终端2；
数据采集组件1包括金属标准球11、拉力传感器13、电压采集器14和第一通信模块15；金属标准球11采用绳索12与拉力传感器13的信号输入端连接，拉力传感器13的信号输出端与电压采集器14和第一通信模块15电连接；
APP终端2包括第二通信模块、处理模块和显示器，第二通信模块与第一通信模块进行数据传输，处理模块根据第二通信模块收到的采集数据进行计算得到泥浆比重，显示器用于显示泥浆比重。
上述技术方案的工作原理为：本方案根据物理学浮力计算原理，通过将金属标准球悬挂沉没于钻孔泥浆中，钻孔泥浆对金属标准球的浮力等于金属标准球沉没排开钻孔泥浆的重量，只需要测量出浮力，根据重量、质量及体积的关系，即可得到钻孔泥浆的泥浆比重；浮力的测量采用金属标准球通过绳索与拉力传感器相连，金属标准球的受力有重力、钻孔泥浆对它的浮力以及绳索拉力，三者共同作用让金属标准球达到受力平衡，所以钻孔泥浆对它的浮力和绳索拉力之和与金属标准球的重力相等；通过拉力传感器可以检测出拉力，结合金属标准球的重力从而可计算出钻孔泥浆对它的浮力，由此即可获得泥浆比重；将金属标准球可以一直悬挂沉没于钻孔泥浆中，就可以在施工全过程实现对泥浆比重的监控；APP终端可以设置存储器用来存储实时采集的检测数据和通过计算结果数据。
上述技术方案的有益效果为：本方案实现了泥浆比重的全过程实时监测，打破了传统方法中取样定时或不定时测量带来的局限，解决现场施工痛点，填补了行业空白，有巨大的经济潜能；可以利用无线连接通信模块和电脑或者手机的APP终端，实现了数据的远程监控，监控装置可作为功能性模块并入智慧建造管理平台系统内，促进智慧建造技术集成和拓宽；基础方法论遵循基本力学原理，设备鲁棒性好，造价合理，推广性强；设备操作简单，且与正常施工作业活动无冲突，无需暂停施工进行量测；采用的金属标准球由耐久性良好、密度均匀的金属制成，优选实施例可为不锈钢，应当注意金属标准球的质量、体积以及密度为已知量，且每次使用前需做校准实验以确保数据精准且稳定，优选实施例可为质量1kg、体积126.1cm3、密度为7.93g/cm3；绳索由耐久性良好、质量轻的材料制成，优选实施例可为尼龙线或钢丝线，应当注意细绳索应在保证工作的情况下，截面直径尽量小，质量尽量小；拉力传感器的量程应大于对应的金属标准球的质量且有足够的安全余量，精度分辨率要足够高，且每隔一段时间要做校准实验，对电压信号与力信号之间的转换系数进行校准，优选实施例可为量程20N，分辨率达到0.01N或更小，校准实验频率为每月一次，首次使用时必须要做；电压采集器采集频率在不影响数据传输的情况下越高越好，但最慢不应低于30秒一次，供电充足的情况下可进行超过120小时的连续不间断采集，优选实施例为数字信号8通道采集仪，采集频率为5秒一次；第一通信模块和第二通信模块在正常工作情况下，能保证相对低的数据掉包率；APP终端可以采用安装有APP的电脑或者手机，用于显示并储存电压、拉力和泥浆比重等数据，拉力由电压和传感器转换系数计算所得，转换系数为可输入修改项；泥浆比重由拉力、金属标准球的质量和体积等参数计算得到，金属标准球的质量和体积为可输入修改项。
在一个实施例中，如图1所示，数据采集组件1配置有电源模块16，电源模块16用于给数据采集组件1提供电力。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案电源模块能够带动拉力传感器、电压采集器以及通信模板的正常工作，优选实施例电源模块可以采用锂电池供电，应有备用电池块，考虑电池块充电时间的前提下，可保证连续供电不间断。
在一个实施例中，如图1所示，数据采集组件1配置有支撑组件，拉力传感器13、电压采集器14和第一通信模块15都安装在支撑组件上，绳索12由拉力传感器13的信号输入端延伸出支撑组件并与金属标准球11连接；
支撑组件呈盒状或者箱状，包括本体17和门盖18，本体17设有让绳索12穿出的通孔，门盖18的一侧与本体17通过铰链19连接，门盖18的另一侧与本体17之间设置锁扣10；拉力传感器13、电压采集器14和第一通信模块15设置在本体17内。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置支撑组件用于拉力传感器、电压采集器和第一通信模块的安装固定，盒状或者箱状可以对部件进行保护，提高使用寿命；还可以排除外部干扰，提高测量的可靠性；支撑组件可以将监控装置固定于不动点或面，尽量不受施工活动干扰，优先实施例为底部设置门盖加锁扣，可固定于钢筋盖网或盖板。
在一个实施例中，第一通信模块前端设有滤波器，滤波器对检测信号进行滤波处理后，给第一通信模块进行传输；滤波器采用带阻滤波器；
第二通信模块可以配置数字滤波器，数字滤波器通过编程模块进行构建，用于对接收到的检测信号进行滤波处理。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过在第一通信模块前端设置滤波器，滤波器将检测到的电压信号分为原始电压信号和过滤后的电压信号，电压采集器采集到拉力传感器的为原始电压信号，原始电压信号经滤波器进行滤波处理后得到过滤后的电压信号，通过滤波可以将钻孔冲击作业可能带来的固定频率干扰信号以及环境背景噪音过滤，增大浮力数据的信噪比，提高泥浆比重监测数据的精准度；优选实施例可为带阻滤波器，带阻滤波器的滤波效果较好；第二通信模块配置数字滤波器，能够在不对APP终端进行硬件添加的情况下，采用软件方式在APP终端实现滤波处理。
在一个实施例中，处理模块通过以下计算过程得到泥浆比重：
采用以下公式计算绳索拉力：
F＝k·U
上式中，F表示绳索拉力；k表示拉力传感器的转换系数；U表示电压采集器测量得到的电压值；
然后，通过以下公式计算泥浆比重：
Figure BDA0003741124920000071
上式中，ρ表示泥浆比重；G表示金属标准球的重量；F表示绳索拉力；g表示重量与质量的比值，g为常数；V表示金属标准球的体积；
显示器显示绳索拉力和泥浆比重。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过电压采集器测量得到拉力传感器的电压值，结合拉力传感器的转换系数，计算出绳索对金属标准球的绳索拉力；根据金属标准球的受力平衡，钻孔泥浆对它的浮力和绳索拉力之和与金属标准球的重力相等，而钻孔泥浆对金属标准球的浮力等于金属标准球沉没排开钻孔泥浆的重量，结合重量、质量及体积的关系，即可得到钻孔泥浆的泥浆比重计算公式；通过将金属标准球一直悬挂沉没于钻孔泥浆中，就可以在施工全过程实现对泥浆比重的监控，数据通过显示器展示实现了检测结果的可视化。
在一个实施例中，如图2所示，滤波器配置有滤波电路，滤波电路包括滤波模组、电平转换模组、切换开关K1和切换开关K2，滤波模组包括低频带滤波模组和高频带滤波模组；
检测信号通过切换开关K1切换分别输入低频带滤波模组或者高频带滤波模组；第一通信模块通过切换开关K2分别与低频带滤波模组和高频带滤波模组的输出端连接；
电平转换模组的低电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的低电平引脚连接；电平转换模组的高电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的高电平引脚连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用的滤波器配置滤波电路，在电平转换模组进行的低电平和高电平转换控制下，输入的检测信号通过切换开关K1切换进入低频带滤波模组或者高频带滤波模组进行处理，由切换开关K2的配合动作实现与第一通信模块的连接切换；第一通信模块接收到经区分低频带和高频带的不同进行滤波处理后的检测信号，由第一通信模块将滤波后的检测信号发射出去；本方案的滤波器可以进行调谐频带，能够根据低频带和高频带的不同进行不同的滤波处理，较好地实现噪音过滤，有效提高了检测精度。
在一个实施例中，如图3所示，电源模块配置有稳压电路，稳压电路包括限流模组、场效应管Q2、带隙基准电压模组、放大器U1、误差放大器U2、可变电阻R1、可变电阻R2、可变电阻R3、电阻R4、场效应管Q1、内控模组、低电压锁定模组和热保护模组；
限流模组的输入端连接电源，限流模组的输出端与场效应管Q2的源极连接，场效应管Q2的漏极为供电输出端；
限流模组的控制端与误差放大器U2的引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚1通过可变电阻R1与放大器U1的输出引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚2与场效应管Q2的漏极连接，误差放大器U2的引脚3分别与带隙基准电压模组和内控模组连接，误差放大器U2的输出引脚5与场效应管Q2的栅极连接；放大器U1的输入引脚1与带隙基准电压模组连接，放大器U1的输入引脚2分别与可变电阻R2的一端和可变电阻R3的一端连接，放大器U1的引脚3与内控模组连接，可变电阻R2的另一端与误差放大器U2的输入引脚1连接，可变电阻R3的另一端接地；
内控模组分别与场效应管Q1的栅极、低电压锁定模组和热保护模组连接；场效应管Q1的漏极通过电阻R4连接使能电源，场效应管Q1的源极接地。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过在电源模块配置稳压电路，稳压电路采用带隙基准电压模组提供的基准电压作为参考，基准电压经在放大器U1、多个可变电阻和误差放大器U2处理后，作用于限流模组和场效应管Q2，对供电输出的电压进行稳压控制，限流模组用于限制给到场效应管Q2源极的电流，可以避免电源变化(例如采用的电池用时较长出现的衰减等)对数据采集组件的检测信号产生不利影响，能够可靠保障检测信号精度；稳压电路通过设置内控模组和低电压锁定模组，可以在电压过低时实现锁定，促使使用者更换电源(或电池)，保障持续地进行高精度测量；通过设置热保护模组，在温度过高时实施断电保护，避免过热损坏，可以提高监控装置的使用寿命，内控模组通过场效应管Q1和电阻R4引入使能电源激发其功能，使能电源可以连接智能控制，提高电压控制的智能性；本方案采用的稳压电路反应速度快，具有出色的瞬态响应特点，能够在超低压差下通过搭配电容器实现稳定工作。
在一个实施例中，第二通信模块与第一通信模块采用ZigBee无线网络连接进行数据传输；
第二通信模块内置接收ZigBee无线网络的信号模型，所述信号模型的函数表达为：
Figure BDA0003741124920000091
上式中，P(t)表示ZigBee无线网络的信号模型函数；n表示时频重叠ZigBee无线网络的信号分量的个数，各信号分量独立不相关；Aik表示第i个信号分量在k时刻的幅度；fi表示第i个信号分量载波频率；t表示信号传输时间；βik表示对第i个信号分量载波相位在k时刻的调制；γ表示单位码元长度的传输时长；Li表示第i个信号分量的码元长度；v(t)表示均值为0，方差为σ2的平稳高斯白噪声；fi()表示滚降系数为α的第i个信号分量的升余弦成形滤波函数，该升余弦成形滤波函数可以表示为：
Figure BDA0003741124920000101
其中，fi(t)表示在信号传输时间t内的升余弦成形滤波函数。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的第二通信模块与第一通信模块采用ZigBee无线网络连接，成本低，能够降低投资；通过信号模型进行信号传输控制，提高信号处理效率，进而提高数据传输效率，有助于第二通信模块的信号接收；传输过程中信号模型处理采用的函数表达可以防止干扰，排除噪声，提高精度；便于处理模块对采集的数据进行实时汇总处理和计算。
如图4所示，本发明实施例提供了一种泥浆比重全过程实时监控方法，采用上述监控装置，在进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，采用冲击钻头3在护筒5中对泥浆护壁钻孔，护筒5的开口部采用钢筋盖网6进行防护，在护筒5中存在钻孔泥浆4，绳索12穿过钢筋盖网6，将金属标准球11保持悬挂沉没于钻孔泥浆4中，冲击钻头3的牵引绳索7穿过钢筋盖网6延伸至护筒5外部，通过APP终端2实时监控泥浆比重。
上述技术方案的工作原理为：本方案监控装置固定于无直接施工活动干扰的不动点，将标定好质量和体积的金属标准球悬挂沉没于钻孔泥浆中，通过绳索与拉力传感器相连，钻进过程中，在已知金属标准球质量和体积的前提下，其浮力通过拉力传感器进行连续不间断测量，再通过浮力公式反算出泥浆的比重，实现对泥浆比重的钻进全过程实时监测。通信模块通过无线方式将数据信息传递出来，将数据信息汇总传递至APP终端，APP终端可以是安装有监控APP的电脑或者手机，数据处理环节还可以设置带阻滤波器，将钻孔冲击作业可能带来的固定频率干扰信号以及环境背景噪音过滤，增大浮力数据的信噪比，提高泥浆比重监测数据的精准度。
上述技术方案的有益效果为：本方案实现了泥浆比重的全过程实时监测，打破了传统方法中取样定时或不定时测量带来的局限，解决现场施工痛点，填补了行业空白，有巨大的经济潜能；信号处理在数据处理端设置带傅里叶算法的带阻滤波器，带阻滤波器过滤成孔机械作业干扰信号以及环境背景噪音，保证数据精准度；利用无线连接通信模块和电脑或者手机的APP终端，实现了数据的远程监控，监控装置可作为功能性模块并入智慧建造管理平台系统内，促进智慧建造技术集成和拓宽；基础方法论遵循基本力学原理，设备鲁棒性好，造价合理，推广性强；设备操作简单，且与正常施工作业活动无冲突，无需暂停施工进行量测。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，包括能够进行数据传输的数据采集组件和APP终端；
数据采集组件包括金属标准球、拉力传感器、电压采集器和第一通信模块；金属标准球采用绳索与拉力传感器的信号输入端连接，拉力传感器的信号输出端与电压采集器和第一通信模块电连接；
APP终端包括第二通信模块、处理模块和显示器，第二通信模块与第一通信模块进行数据传输，处理模块根据第二通信模块收到的采集数据进行计算得到泥浆比重，显示器用于显示泥浆比重。
2.根据权利要求1所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，数据采集组件配置有电源模块，电源模块用于给数据采集组件提供电力。
3.根据权利要求1所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，数据采集组件配置有支撑组件，拉力传感器、电压采集器和第一通信模块都安装在支撑组件上，绳索由拉力传感器的信号输入端延伸出支撑组件并与金属标准球连接。
4.根据权利要求3所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，支撑组件呈盒状或者箱状，包括本体和门盖，本体设有让绳索穿出的通孔，门盖的一侧与本体通过铰链连接，门盖的另一侧与本体之间设置锁扣；拉力传感器、电压采集器和第一通信模块设置在本体内。
5.根据权利要求1所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，第一通信模块前端设有滤波器，滤波器对检测信号进行滤波处理后，给第一通信模块进行传输。
6.根据权利要求5所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，滤波器采用带阻滤波器。
7.根据权利要求1所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，处理模块通过以下计算过程得到泥浆比重：
采用以下公式计算绳索拉力：
F＝k·U
上式中，F表示绳索拉力；k表示拉力传感器的转换系数；U表示电压采集器测量得到的电压值；
然后，通过以下公式计算泥浆比重：
Figure FDA0003741124910000021
上式中，ρ表示泥浆比重；G表示金属标准球的重量；F表示绳索拉力；g表示重量与质量的比值，g为常数；V表示金属标准球的体积；
显示器显示绳索拉力和泥浆比重。
8.根据权利要求5所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，滤波器配置有滤波电路，滤波电路包括滤波模组、电平转换模组、切换开关K1和切换开关K2，滤波模组包括低频带滤波模组和高频带滤波模组；
检测信号通过切换开关K1切换分别输入低频带滤波模组或者高频带滤波模组；第一通信模块通过切换开关K2分别与低频带滤波模组和高频带滤波模组的输出端连接；
电平转换模组的低电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的低电平引脚连接；电平转换模组的高电平引脚分别与滤波模组、切换开关K1和切换开关K2的高电平引脚连接。
9.根据权利要求2所述的泥浆比重全过程实时监控装置，其特征在于，电源模块配置有稳压电路，稳压电路包括限流模组、场效应管Q2、带隙基准电压模组、放大器U1、误差放大器U2、可变电阻R1、可变电阻R2、可变电阻R3、电阻R4、场效应管Q1、内控模组、低电压锁定模组和热保护模组；
限流模组的输入端连接电源，限流模组的输出端与场效应管Q2的源极连接，场效应管Q2的漏极为供电输出端；
限流模组的控制端与误差放大器U2的引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚1通过可变电阻R1与放大器U1的输出引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚2与场效应管Q2的漏极连接，误差放大器U2的引脚3分别与带隙基准电压模组和内控模组连接，误差放大器U2的输出引脚5与场效应管Q2的栅极连接；放大器U1的输入引脚1与带隙基准电压模组连接，放大器U1的输入引脚2分别与可变电阻R2的一端和可变电阻R3的一端连接，放大器U1的引脚3与内控模组连接，可变电阻R2的另一端与误差放大器U2的输入引脚1连接，可变电阻R3的另一端接地；
内控模组分别与场效应管Q1的栅极、低电压锁定模组和热保护模组连接；场效应管Q1的漏极通过电阻R4连接使能电源，场效应管Q1的源极接地。
10.一种泥浆比重全过程实时监控方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的监控装置，在进行泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，将金属标准球保持悬挂沉没于钻孔泥浆中，通过APP终端实时监控泥浆比重。
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