CN201716583U - 基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统 - Google Patents

基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统 Download PDF

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方福选
刘寒鹏
鲍磊
张运杰
刘文东
孙锐
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Abstract

一种基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统，属于测量、测试器械技术领域，旨在解决现有的软土地基分层沉降监测仪器测量精度低、数据采集和处理主要靠人工操作的问题。它是采用测控服务器和现场测控器相连接，现场测控器连接定位测量探头，定位测量探头装于套有数个磁管的分层沉降管内，定位测量探头是在铜管管体内的下半部中装设有配重铁块、上半部中装设有相连一起的无线信号发射模块和干簧管，铜管的上口吊环连有涂层钢绞线连接现场测控器，现场测控器器体腔内装连有直流伺服电机、旋转编码器传感器和单片机测控系统，测控服务器的总控微机分别连接并控制数个现场测控器。其测量精度和密度高，适用于各种软土地基分层沉降的监测。

Description

基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统
技术领域
本实用新型属于测量、测试器械技术领域中一种软土地基分层沉降监测仪器。
背景技术
随着建筑业和交通道路的日益发展，尤其在软土地基上建设高层建筑和高速道路，由于软土地基在附加压力的作用下，就必然会产生变形，引起建筑物基础发生不均匀沉降，为了积累必要的工程数据，确保建设工程质量和安全，对软土地基进行沉降监测是必不可少关键环节。在公知技术中，现有的软土地基分层沉降监测主要是采用的由分层沉降管、磁环、探测器、指示器等组成的磁感应分层沉降仪。使用时，在设定位置钻孔将分层沉降管和磁环设置到待测的每层土体里，用膨胀土封孔，在基坑土体发生变形的过程中，土层和磁铁环同步下沉或回弹，设在顶部的指示器指示应变的大小，从量测的应变值可得到磁铁环的位移值，最终得到地层的沉降、回弹情况。但受其构造所限，所测量的数据量少、测量精度低，受人为因素影响，数据采集和处理主要靠人工操作，工作量大、工作强度高，测量信号线易疲劳折断，给使用造成不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决现有的软土地基分层沉降监测仪器测量精度低、数据采集和处理主要靠人工操作的问题。本实用新型之目的是提供一种测量精度和密度高，能自动采集和处理软土地基分层沉降数据，使用方便的新式软土地基分层沉降监测系统。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：
一种基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统，它设有：分层沉降管、磁环、定位测量探头、现场测控器和测控服务器，测控服务器和现场测控器相连接，现场测控器连接定位测量探头，定位测量探头装于套有数个磁管的分层沉降管内；其中：
①、定位测量探头包括：无线信号发射模块、干簧管、铜管和配重铁块，在铜管管体内的下半部中装设有配重铁块、上半部中装设有相连一起的无线信号发射模块和干簧管，铜管的上口吊环连有涂层钢绞线连接现场测控器；
②、现场测控器包括：测控器器体、旋转编码器传感器、直流电源、51单片机测控系统、直流伺服电机，测控器器体为中部装有横隔板的方箱体，测控器体腔内横隔板上装连有直流伺服电机、旋转编码器传感器和单片机测控系统，直流伺服电机输出轮线盘装连的涂层钢绞线连接旋转编码器传感器后通过传送轮穿出器体壁连接于定位测量探头的铜管上口吊环，直流电源分别电连接直流伺服电机和单片机测控系统；
单片机测控系统包括：AT89S52微处理器、无线信号接收模块、24C02存储电路U2、直流电机控制电路和MAX232接口电路U1，AT89S52微处理器D1的25-26脚SDA-SCL连接24C02存储电路U2、16脚连接无线信号接收模块、21-22脚连接直流电机控制电路、直流电机控制电路连接直流伺服电机、计数管脚12脚连接旋转编码器传感器、10-11脚CPU_RXD-TXD连接MAX232接口电路U1，MAX232接口电路U1连接测控服务器的GSM通信模块；
③、测控服务器包括：GSM通讯模块和X86架构控微机，GSM通讯模块通过232串口与总控微机相连，总控微机分别连接并控制数个现场测控器。
上述基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统，所述无线信号发射模块的电源脚连接干簧管，干簧管另一端连接5V直流电源。
本实用新型进行工程监测时，按照设计要求，先在设定监测点钻孔，埋设分层沉降管和磁环，并用膨胀土封闭钻孔，使得磁环与软土地基同步沉降，再在各个监测点装设现场测控器，现场测控器涂层钢绞线连接定位测量探头的铜管吊环，定位测量探头垂连到沉降管内。监测作业时，按照设定的采集周期，总控微机软件通过GSM通讯模块向现场测控器发送采集数据的指令，再经51单片机测控系统的89S52微处理器所连电机控制电路控制直流伺服电机的正反转动带动定位测量探头升降运动；当测量定位到磁环位置时，干簧管感应到设定磁场强度后闭合，无线信号发射模块向51单片机测控系统的无线信号接收模块发射信号，经过89S52微处理器进行处理储存、并回发指令进入下一测量；再一次采集的数据与前一次采集数据的差值即是软土地基分层沉降的相对位移；各监测点的现场测控器检测的数据又通过通过GSM通讯模块传回到总控微机，测控软件将采集到的数据转储并进行数据处理，自动计算处理各观测过程中的一系列数据，自动生成各类计算报表，最终打印出沉降观测报告。
由于本实用新型设计采用了上述技术方案，有效地解决了现有的软土地基分层沉降监测仪器测量精度低、数据采集和处理主要靠人工操作的问题。经过数次试验试用表明，它与现有技术相比，具有测量精度和密度高，能自动采集和处理软土地基分层沉降数据，不受人为因素干扰，避免了人工读数误差，大大减轻了操作者的劳动强度，省工省时，使用方便等优点，适用于各种软土地基分层沉降的监测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型分层沉降管、磁环、定位测量探头和现场测控器即本软土地基分层沉降监测系统机械部分的结构简图。
图2是本实用新型中单片机测控系统的连接简图。
图3本实用新型中单片机测控系统的原理电路图。
图4是图3中单片机测控系统无线信号接收模块的原理电路图。
图5是图3中单片机测控系统电机控制电路的原理电路图。
图6是图3中单片机测控系统连接的直流电源原理电路图。
附图中各标号为：1分层沉降管；2磁环；3铜管；4配重铁块；5无线信号发射模块；6干簧管；7涂层钢绞线；8传送轮；9单片机测控系统；10旋转编码器传感器；11测控器器体；12线盘；13直流伺服电机；U1-MAX232接口电路；U2-24C02存储电路；D1-89S52微处理器。
具体实施方式
如附图1-图6所示实施例，本实用新型设有：分层沉降管1、磁环2、定位测量探头，现场测控器和测控服务器，测控服务器和现场测控器相连接，现场测控器连接定位测量探头，定位测量探头装于套有数个磁管2的分层沉降管1内；其中：
①定位测量探头包括：无线信号发射模块5、干簧管6、铜管3和配重铁块4，在铜管3管体内的下半部中装设有配重铁块4、上半部中装设有无线信号发射模块5和干簧管6，无线信号发射模块5的电源脚和干簧管6的一端相连，干簧管6的另一端与5V直流电源输入相连，铜管3的上口吊环连有涂层钢绞线7连接现场测控器；
②现场测控器包括：测控器器体11、旋转编码器传感器10、直流电源、单片机测控系统9、直流伺服电机13，测控器器体11为方箱体，测控器体11腔内装连有直流伺服电机13、旋转编码器传感器10和单片机测控系统9，直流伺服电机13输出轮线盘12装连的涂层钢绞线7连接旋转编码器传感器11后通过传送轮8穿出器体壁连接于定位测量探头的铜管3上口吊环，直流电源分别电连接直流伺服电机13和单片机测控系统9；单片机测控系统包括：AT89S52微处理器、无线信号接收模块、24C02存储电路U2、直流电机控制电路和MAX232接口电路U1，AT89S52微处理器D1的1-8脚8位接口P10-P17连接IP4、25-26脚SDA-SCL连接24C02存储电路U2、16脚连接无线信号接收模块、21-22脚连接直流电机控制电路、直流电机控制电路连接直流伺服电机13、计数管脚12脚连接旋转编码器传感器10、10-11脚CPU_RXD-TXD连接MAX232接口电路U1，MAX232接口电路U1连接测控服务器的GSM通信模块；
③测控服务器包括：GSM通讯模块和总控微机，GSM通讯模块通过232串口与总控微机相连，总控微机分别连接并控制数个现场测控器。

Claims (2)

1.一种基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统，它设有分层沉降管、磁环，其特征在于，还设有定位测量探头、现场测控器和测控服务器，测控服务器和现场测控器相连接，现场测控器连接定位测量探头，定位测量探头装于套有数个磁管的分层沉降管内；其中：
①定位测量探头包括：无线信号发射模块(5)、干簧管(6)、铜管(3)和配重铁块(4)，在铜管(3)管体内的下半部中装设有配重铁块(4)、上半部中装设有相连一起的无线信号发射模块(5)和干簧管(6)，铜管(3)的上口吊环连有涂层钢绞线(7)连接现场测控器；
②现场测控器包括：测控器器体(11)、旋转编码器传感器(10)、直流电源、单片机测控系统(9)、直流伺服电机(13)，测控器器体(11)为方箱体，测控器体(11)腔内装连有直流伺服电机(13)、旋转编码器传感器(10)和单片机测控系统(9)，直流伺服电机(13)的输出轮线盘(12)装连有涂层钢绞线(7)连接旋转编码器传感器(10)后通过传送轮(8)穿出器体壁连接于定位测量探头的铜管(3)上口吊环，直流电源分别电连接直流伺服电机（13）和单片机测控系统(9)；单片机测控系统包括：AT89S52微处理器(D1)、无线信号接收模块、24C02存储电路(U2)、直流电机控制电路和MAX232接口电路(U1)，AT89S52微处理器(D1)的25-26脚SDA-SCL连接24C02存储电路(U2)、16脚连接无线信号接收模块、21-22脚连接直流电机控制电路、直流电机控制电路连接直流伺服电机(13)、计数管脚12脚连接旋转编码器传感器(10)、10-11脚CPU_RXD-TXD连接MAX232接口电路(U1)，MAX232接口电路(U1)连接测控服务器的GSM通信模块；
③、测控服务器包括：GSM通讯模块和总控微机，GSM通讯模块通过232 串口与总控微机相连，总控微机分别连接并控制数个现场测控器。
2.根据权利要求1所述基于微机的软土地基分层沉降自动监测系统，其特征在于，无线信号发射模块(5)的电源脚和干簧管(6)的一端相连，干簧管(6)的另一端连接5V直流电源。 
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GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: The 13th Construction Co., Ltd.Of China National Chemical Engineering

Assignor: China Chemical Engineering first Geotechnical Engineering Co., Ltd.|Cangzhou Zhonghua pile foundation testing Co., Ltd.

Contract record no.: 2012130000128

Denomination of utility model: Soft soil foundation layered settlement automatic monitoring system based on microcomputer

Granted publication date: 20110119

License type: Exclusive License

Record date: 20120716

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Granted publication date: 20110119

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