CN207036113U - 一种线阵测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种线阵测量仪，包括：终端采集设备和由若干采集单元连接而成的微芯线缆；单个采集单元与终端采集设备之间通过数据总线的方式进行数据交互；采集单元之间通过万向节相连；采集单元包括：圆柱形壳状的外壳，和置于外壳内部的电路装置，电路装置包括电路板和集成于电路板上的内部电路。与相关技术相比，本实用新型采用同一种节点(节点即为采集单元)方式，全部为子节点。节点完全由外部采集器供电，采集时供电，完成后即刻断电，极大降低功耗。每一节点都可以检测线状传感器的扭转变化。采集器可以将数据直接上传至服务器或者周边有网络的接收器上，实现无人数据抄收。采用太阳能给传感器部分供电，满足长期使用需求。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土工程安全监测设备技术领域，尤其涉及一种线阵测量仪。
背景技术
在岩土工程施工中，需要对工程内部进行安全监测。相关技术中，主要使用固定式测斜仪和活动式测斜仪对岩土工程进行安全监测。其中：固定式测斜仪把若干支测斜传感器固定在测斜管的特定部位，进行连续、自动的局部位置的倾斜角变化。相关技术的不足在于，由于受空间限制，一根测斜管内的仪器数量受限制，仪器之间的间距也较长，以有限的测点来推演整根管线的位移情况，误差较大，而且会因为位置关系调整而需要进行零点修正等率定工作，安装施工比较麻烦。而带有导向滑动轮的活动式测斜仪在测斜管内能够连续、逐段测出测斜管轴线与铅垂线之间的夹角。通过计算可获得分段的水平位移，经累加计算后获得总的位移量及沿管轴线整个孔深的位移变化情况。其不足在于，测量过程非常麻烦，无法实现自动化测量。此外，目前的测斜仪主要存在的局限性还包括：a.)必须由测斜管确保直线度和导向。b.)只能按直线布置传感器，无法实现曲线型面的位移监测；c.)无法实现真正意义的连续角度、位移变化测量。d.)分段或分散式结构，无法形成整体式结构。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题，旨在实现降低传感器工艺复杂程度和生产难度，监测扭转变化，降低功耗，并实现远程数据抄收无人值守的技术目的。
提供了一种线阵测量仪，本实用新型提供的一种线阵测量仪，包括：终端采集设备和由若干采集单元连接而成的微芯线缆；其中：
单个所述采集单元与所述终端采集设备之间通过数据总线的方式进行数据交互；
所述采集单元之间通过万向节相连；
所述采集单元包括：圆柱形壳状的外壳，和置于所述外壳内部的电路装置，所述电路装置包括电路板和集成于所述电路板上的内部电路，所述电路包括：MCU电路、稳压电路、数据通信电路、和作为空间形变测量器的1个电子罗盘、3个三轴加速度传感器。
优选的，若干所述采集单元中的所述外壳结构相同，若干所述采集单元中的所述电路装置结构相同。
优选的，所述MCU电路与所述电子罗盘和所述三轴加速度传感器以及所述数据通信电路相连接。
优选的，所述MCU电路与所述电子罗盘和所述三轴加速度传感器之间采用SPI总线方式实现数据通信；并采用轮询方式实现对各个传感器的数据采集。
优选的，所述稳压电路将输入电压滤波、转换成稳定的3.3v电压，分别作为所述MCU电路、所述数据通信电路、所述三轴加速度传感器的供电电源。
优选的，所述MCU电路采用ARM32位Cortex-M0+内核，功耗为76μ A/MHz；主频范围32kHz到32MHz。
优选的，所述数据通信电路部分采用485通信芯片，用于将所述MCU电路的TTL电平转换成抗噪声干扰性强的RS-485通信电平，数据最高传输速率为10Mbps，RS-485接口的最大传输距离标准值为1219米，用于实现数据的传输。
优选的，所述采集单元之间通过万向节相连，连接处可实现±135°弯折。
优选的，所述外壳由紫铜管制成。
优选的，所述电路板为柔性电路板。
与相关技术相比，本实用新型采用同一种节点(节点即为采集单元)方式，全部为子节点。节点内部不包含供电模块，完全由外部采集器供电，采集时供电，完成后即刻断电，极大降低功耗。每一节点都含有电子罗盘，可以检测线状传感器的扭转变化。采集器内含GPRS或者433MHz通信，可以将数据直接上传至服务器或者周边有网络的接收器上，实现无人数据抄收。采集器采用太阳能供电，直接给传感器部分供电，满足长期使用的需求。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：
图1为本实用新型一种线阵测量仪中由若干采集单元连接而成的微芯线缆的外形结构示意图；
图2为本实用新型一种线阵测量仪中采集单元的原理框图；
图3为本实用新型一种线阵测量仪的原理框图。
图中：采集单元2，上行接口21。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图1-3，对本实用新型一种线阵测量仪进行详细说明。
在此记载的实施例为本实用新型特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供了一种线阵测量仪，包括：终端采集设备和由若干采集单元2连接而成的微芯线缆。其中：
单个采集单元2与终端采集设备之间通过数据总线的方式进行数据交互。
采集单元2之间通过万向节相连。连接处可实现±135°弯折。
采集单元2包括：圆柱形壳状的外壳，和置于外壳内部的电路装置，电路装置包括电路板和集成于电路板上的内部电路，电路包括：MCU电路、稳压电路、数据通信电路、和作为空间形变测量器的1个电子罗盘、3个三轴加速度传感器。
若干采集单元2中的外壳结构相同，若干采集单元2中的电路装置结构相同。
MCU电路与电子罗盘和三轴加速度传感器以及数据通信电路相连接。
采集单元2得电后，当接收到采集终端的采集传感器数据命令，MCU电路将电子罗盘与加速度传感器的原始数据采集到内部存储区，并采取单次多次采集取均数的方式做数字滤波处理，最终通过数据通信电路回传的采集终端。
MCU电路与电子罗盘和三轴加速度传感器之间采用SPI总线方式实现数据通信。并采用轮询方式实现对各个传感器的数据采集。
MCU电路采用ARM32位Cortex-M0+内核，功耗为76μA/MHz。主频范围32kHz到32MHz。
数据通信电路部分采用485通信芯片，用于将MCU电路的TTL电平转换成抗噪声干扰性强的RS-485通信电平，数据最高传输速率为10Mbps，RS-485 接口的最大传输距离标准值为4000英尺(1219米)，通过通信电路的转化，可实现数据的远距离传输。
外壳由紫铜管制成，保证一定的柔韧性。
电路板为柔性电路板。保证一定的柔韧性
稳压模块电路将输入电压滤波、转换成稳定的3.3v电压，分别做为MCU、通信模块、传感器电路的供电电源。
如图3所示，微芯线缆供电采取外接电源方式。采取上电采集方式，采集完成后即刻断电。采集方式、采集间隔由终端采集设备决定。
微芯线缆与采集设备之间采用485总线方式实现数据交互；
终端采集设备可以是小型采集终端模块，也可以是一体化测站。二者都可以提供5-12v输出电压和485接口。二者供电都采用太阳能加蓄能电池方式。
1)小型采集终端模块可以直接通过GPRS无线与上位机(服务器)实现数据通信；也可以通过433无线模式将数据线传递到一体化测站终端，一体化测站终端作为中继，将多个小型采集终端模块的数据打包处理后，再通过GPRS 无线方式将数据传输到上位机(服务器)。
2)一体化测站终端也可以直接利用自带485接口直接将微芯线缆数据采集并通过GPRS无线传输到上位机。
具体采集模式根据工程应用中现场实际环境情况采取最合理的采集方案。
需要说明的是，本实用新型还可以采用的方案是：单个采集单元2结构不变，在上行接口21处增加采集接头，不需要有线连接，可通过GPRS或者 433无线将数据直接上传到上位机或者测站终端。
采集接头内部集成供电模块、MCU模块、下行数据通信模块、无线模块。采集接头外置小型太阳能板，能够给内部储能电池充电。采取数据定时上传模式，不需要上传时进入休眠状态。
与相关技术相比，本实用新型采用同一种节点(节点即为采集单元)方式，全部为子节点。节点内部不包含供电模块，完全由外部采集器供电，采集时供电，完成后即刻断电，极大降低功耗。每一节点都含有电子罗盘，可以检测线状传感器的扭转变化。采集器内含GPRS或者433MHz通信，可以将数据直接上传至服务器或者周边有网络的接收器上，实现无人数据抄收。采集器采用太阳能供电，直接给传感器部分供电，满足长期使用的需求。
本实用新型不局限于上述实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种线阵测量仪，其特征在于，包括：终端采集设备和由若干采集单元连接而成的微芯线缆；其中：
单个所述采集单元与所述终端采集设备之间通过数据总线的方式进行数据交互；
所述采集单元之间通过万向节相连；
所述采集单元包括：圆柱形壳状的外壳，和置于所述外壳内部的电路装置，所述电路装置包括电路板和集成于所述电路板上的内部电路，所述电路包括：MCU电路、稳压电路、数据通信电路、和作为空间形变测量器的1个电子罗盘、3个三轴加速度传感器。
2.根据权利要求1所述的线阵测量仪，其特征在于，若干所述采集单元中的所述外壳结构相同，若干所述采集单元中的所述电路装置结构相同。
3.根据权利要求2所述的线阵测量仪，其特征在于，所述MCU电路与所述电子罗盘和所述三轴加速度传感器以及所述数据通信电路相连接。
4.根据权利要求3所述的线阵测量仪，其特征在于，所述MCU电路与所述电子罗盘和所述三轴加速度传感器之间采用SPI总线方式实现数据通信；并采用轮询方式实现对各个传感器的数据采集。
5.根据权利要求4所述的线阵测量仪，其特征在于，所述稳压电路将输入电压滤波、转换成稳定的3.3V电压，分别作为所述MCU电路、所述数据通信电路、所述三轴加速度传感器的供电电源。
6.根据权利要求5所述的线阵测量仪，其特征在于，所述MCU电路采用ARM32位Cortex-M0+内核，功耗为76μA/MHz；主频范围32kHz到32MHz。
7.根据权利要求6所述的线阵测量仪，其特征在于，所述数据通信电路部分采用485通信芯片，用于将所述MCU电路的TTL电平转换成抗噪声干扰性强的RS-485通信电平，数据最高传输速率为10Mbps，RS-485接口的最大传输距离标准值为1219米，用于实现数据的传输。
8.根据权利要求7所述的线阵测量仪，其特征在于，所述采集单元之间通过万向节相连，连接处可实现±135°弯折。
9.根据权利要求8所述的线阵测量仪，其特征在于，所述外壳由紫铜管制成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的线阵测量仪，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721038602.1U CN207036113U (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 一种线阵测量仪 |
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| CN201721038602.1U CN207036113U (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 一种线阵测量仪 |
Publications (1)
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| CN207036113U true CN207036113U (zh) | 2018-02-23 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN207036113U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110132235A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-16 | 北京源清慧虹信息科技有限公司 | 一种阵列式多维度测斜仪 |
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2017
- 2017-08-18 CN CN201721038602.1U patent/CN207036113U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110132235A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-16 | 北京源清慧虹信息科技有限公司 | 一种阵列式多维度测斜仪 |
| CN110132235B (zh) * | 2019-06-11 | 2021-07-30 | 北京源清慧虹信息科技有限公司 | 一种阵列式多维度测斜仪 |
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