CN207036098U - 一种静力水准测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种静力水准测试系统，由多个无线静力水准仪、数据采集记录仪、多个无线信号收发器和数据采集服务器组成，多个无线静力水准仪布设在地下工程隧道内，多个无线静力水准仪之间通过连通管相连；每个无线静力水准仪对应无线连接一个无线信号收发器，多个无线信号收发器通过第二信号传输线共同连接数据采集记录仪，数据采集记录仪通过对应的无线信号收发器与对应的无线静力水准仪无线连接，数据采集记录仪与数据采集服务器相连；无线静力水准仪由电容式静力水准仪、电容测量及无线通信电路组成。本实用新型节省了施工布线的工作量和成本、功耗低、提高了可靠性，实现了对施工现场的远程实时监控；适合于城市地下工程施工中的短期工程。
Description
技术领域
本实用新型属于城市地下工程施工技术领域，具体地是涉及一种静力水准测试系统。
背景技术
静力水准仪是用于测量各个测点的相对沉降的精密仪器，主要用于大型建筑物如水电站厂、大坝、高层建筑物、核电站、水利枢纽工程岩体等各测点不均匀沉降的测量；地铁等城市地下工程施工往往下穿既有建筑、地铁隧道或天然气、自来水管线等，对施工引起的不均匀沉降有严格的控制要求，因此也逐渐引入静力水准测量方法。静力水准仪的传感部分实际上测量的是垂直位移量，因此各类长期稳定性好、测量精度满足要求的位移测量手段均可用于静力水准仪；目前常用的静力水准仪有CCD、差动变压器（LVDT）、超声波和磁致伸缩等原理类型。与大坝、核电站等长达数年的长期沉降健康监测相比，城市地下工程施工期沉降监测周期通常仅为数月；因此，目前有待提出一种低功耗的静力水准测试系统代替上述现有的静力水准仪来用于城市地下工程施工中。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种低功耗的静力水准测试系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
本实用新型一种静力水准测试系统，其特征在于：由多个无线静力水准仪、数据采集记录仪、多个无线信号收发器和数据采集服务器组成，多个无线静力水准仪布设在地下工程隧道内，多个无线静力水准仪之间通过连通管相连；每个无线静力水准仪对应无线连接一个无线信号收发器，所述多个无线信号收发器通过第二信号传输线共同连接数据采集记录仪，所述数据采集记录仪通过对应的无线信号收发器与对应的无线静力水准仪无线连接，所述数据采集记录仪与数据采集服务器相连；所述无线静力水准仪由电容式静力水准仪、与电容式静力水准仪相连的电容测量及无线通信电路组成，所述电容式静力水准仪包括电容A 极、电容B 极、浮子、导向套、壳体和下串连接口，所述壳体的下部两侧设置下串连接口，所述壳体内部设置浮子，所述浮子的下部设置导向套，所述浮子的上部设置电容A极，所述电容A极的上端直达壳体顶部，所述电容A极上套设电容B极，所述电容A 极的上端通过第一信号传输线连接电容测量及无线通信电路。
作为本实用新型的一种优选方案，所述的电容测量及无线通信电路包括电容测量单元、第一微处理器、无线通信单元、霍尔开关，所述的电容测量单元的信号输入端通过第一信号传输线连接电容A 极，所述电容测量单元的信号输出端与第一微处理器的信号输入端相连；所述第一微处理器分别与无线通信单元、霍尔开关相连。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容测量单元采用单片集成的芯片AD7746，所述第一微处理器采用型号为MSP430F1232的单片机，所述霍尔开关采用微功耗霍尔开关芯片A3212。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容A极和B极同心且之间存在空隙。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容A 极为外敷绝缘层的紫铜棒，所述电容B 极为外敷绝缘层的紫铜管。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述浮子、导向套和壳体均为不锈钢材料。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述浮子的上部为屏蔽管，中部为浮子主体，下部为导向内筒，所述导向内筒外套设导向套。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述数据采集记录仪由第二微处理器、电源模块及第二微处理器外设连接的防雷电路、信号线接口模块、实时时钟模块、数据存储模块。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述第二微处理器采用LM3S1601。
具体地，本实用新型所述的数据采集服务器通过互联网与监控测量单位相通信；所述数据采集服务器将数据采集记录仪上传的数据进行本地存储与显示， 并通过互联网将数据发送给监控测量单位进行远程实时监控。
本实用新型的有益效果。
本实用新型所提供的一种静力水准测试系统，与以往常用静力水准仪需要在施工现场进行繁琐布线的工作量相比；本系统通过采用由电容式静力水准仪与电容测量及无线通信电路组成的无线静力水准仪，并配合使用了无线信号收发器，实现无线静力水准仪与数据采集记录仪无线通信连接，最后由数据采集服务器将数据采集记录仪上传的数据进行本地存储与显示，并通过Internet将数据发送给监控测量单位进行远程实时监控；节省了施工布线的工作量和成本、功耗低、提高了可靠性，同时实现了对施工现场的远程实时监控；而且本实用新型系统通过将多个无线静力水准仪连接在一起，可实现测量范围大、测量效率高，适合于城市地下工程施工中的短期工程。
附图说明
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型一种静力水准测试系统的整体结构示意图。
图2是本实用新型一种静力水准测试系统的电容测量及无线通信电路的电路原理框图。
图3是本实用新型一种静力水准测试系统的数据采集记录仪的电路原理框图。
图4是本实用新型一种静力水准测试系统的电容式静力水准仪的内部结构示意图。
图中标记：1为电容式静力水准仪、2为下串连接口、3为第一信号传输线、4为电容测量及无线通信电路、5为连通管、6为无线信号收发器、7为第二信号传输线、8为数据采集记录仪、9为数据采集服务器，101为电容A 极、102为电容B 极、103为浮子、104为导向套、105为壳体，1031为屏蔽管、1032为浮子主体、1033为导向内筒。
具体实施方式
结合附图所示，本实用新型一种静力水准测试系统，其特征在于：由多个无线静力水准仪、数据采集记录仪8、多个无线信号收发器6和数据采集服务器9组成，多个无线静力水准仪布设在地下工程隧道内，多个无线静力水准仪之间通过连通管5相连；每个无线静力水准仪对应无线连接一个无线信号收发器6，所述多个无线信号收发器6通过第二信号传输线7共同连接数据采集记录仪8，所述数据采集记录仪8通过对应的无线信号收发器6与对应的无线静力水准仪无线连接，所述数据采集记录仪8与数据采集服务器9相连；所述无线静力水准仪由电容式静力水准仪1、与电容式静力水准仪1相连的电容测量及无线通信电路4组成，所述电容式静力水准仪1包括电容A 极101、电容B 极102、浮子103、导向套104、壳体105和下串连接口2，所述壳体105的下部两侧设置下串连接口2，所述壳体105内部设置浮子103，所述浮子103的下部设置导向套104，所述浮子103的上部设置电容A极101，所述电容A极101的上端直达壳体105顶部，所述电容A极101上套设电容B极102，所述电容A 极101的上端通过第一信号传输线3连接电容测量及无线通信电路4。
作为本实用新型的一种优选方案，所述的电容测量及无线通信电路4包括电容测量单元、第一微处理器、无线通信单元、霍尔开关，所述的电容测量单元的信号输入端通过第一信号传输线3连接电容A 极101，所述电容测量单元的信号输出端与第一微处理器的信号输入端相连；所述第一微处理器分别与无线通信单元、霍尔开关相连。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容测量单元采用单片集成的芯片AD7746，所述第一微处理器采用型号为MSP430F1232的单片机，所述霍尔开关采用微功耗霍尔开关芯片A3212。
所述霍尔开关的作用在于当需要人为激活无线静力水准仪的测量和通信功能时，可利用霍尔开关进行功能激活，所述的霍尔开关A3212 的平均功耗仅为15μW；所述霍尔开关实现了低功耗，当无线静力水准仪测量工作在间歇模式，即电容测量及无线通信电路处于休眠状态下，霍尔开关可按照设定的时间间隔激活测量和通信。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容A极101和电容B极102同心且之间存在空隙。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述电容A 极101为外敷绝缘层的紫铜棒，所述电容B 极102为外敷绝缘层的紫铜管。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述浮子103、导向套104和壳体105均为不锈钢材料。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述浮子103的上部为屏蔽管1031，中部为浮子主体1032，下部为导向内筒1033，所述导向内筒1033外套设导向套104。
当浮子103随着电容式静力水准仪1壳体105内的水位上下移动时，屏蔽管1031在电容A极101、电容B极102之间上下移动，从而引起电容A极101、电容B极102之间有效重合长度的改变，这样通过电容测量单元测量电容A极101、电容B极102之间的电容值即可得到电容式静力水准仪1壳体105内的水位。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述数据采集记录仪8由第二微处理器、电源模块及第二微处理器外设连接的防雷电路、信号线接口模块、实时时钟模块、数据存储模块。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述第二微处理器采用LM3S1601。
具体地，本实用新型所述的数据采集服务器9通过互联网与监控测量单位相通信；所述数据采集服务器9将数据采集记录仪8上传的数据进行本地存储与显示， 并通过Internet将数据发送给监控测量单位进行远程实时监控。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种静力水准测试系统，其特征在于：由多个无线静力水准仪、数据采集记录仪、多个无线信号收发器和数据采集服务器组成，多个无线静力水准仪布设在地下工程隧道内，多个无线静力水准仪之间通过连通管相连；每个无线静力水准仪对应无线连接一个无线信号收发器，所述多个无线信号收发器通过第二信号传输线共同连接数据采集记录仪，所述数据采集记录仪通过对应的无线信号收发器与对应的无线静力水准仪无线连接，所述数据采集记录仪与数据采集服务器相连；所述无线静力水准仪由电容式静力水准仪、与电容式静力水准仪相连的电容测量及无线通信电路组成，所述电容式静力水准仪包括电容A 极、电容B 极、浮子、导向套、壳体和下串连接口，所述壳体的下部两侧设置下串连接口，所述壳体内部设置浮子，所述浮子的下部设置导向套，所述浮子的上部设置电容A极，所述电容A极的上端直达壳体顶部，所述电容A极上套设电容B极，所述电容A 极的上端通过第一信号传输线连接电容测量及无线通信电路。
2.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述的电容测量及无线通信电路包括电容测量单元、第一微处理器、无线通信单元、霍尔开关，所述的电容测量单元的信号输入端通过第一信号传输线连接电容A 极，所述电容测量单元的信号输出端与第一微处理器的信号输入端相连；所述第一微处理器分别与无线通信单元、霍尔开关相连。
3.根据权利要求2所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述电容测量单元采用单片集成的芯片AD7746，所述第一微处理器采用型号为MSP430F1232的单片机，所述霍尔开关采用微功耗霍尔开关芯片A3212。
4.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述电容A极和B极同心且之间存在空隙。
5.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述电容A 极为外敷绝缘层的紫铜棒，所述电容B 极为外敷绝缘层的紫铜管。
6.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述浮子、导向套和壳体均为不锈钢材料。
7.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述浮子的上部为屏蔽管，中部为浮子主体，下部为导向内筒，所述导向内筒外套设导向套。
8.根据权利要求1所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述数据采集记录仪由第二微处理器、电源模块及第二微处理器外设连接的防雷电路、信号线接口模块、实时时钟模块、数据存储模块。
9.根据权利要求8所述的一种静力水准测试系统，其特征在于：所述第二微处理器采用LM3S1601。
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| CN201720850769.1U CN207036098U (zh) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | 一种静力水准测试系统 |
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| CN110273379A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-24 | 中铁大桥局集团有限公司 | 一种多点起吊平衡控制装置及控制方法和应用 |
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