基于壓阻式水準儀的沉降監測系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及巖土工程監測技術領域，具體為一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]在工程建設以及大型人工建筑，因為地基結構或其他多方面原因，均會發生沉降，沉降觀測為工程建設中一項很基本的監測參數，有些沉降幅度是允許范圍內，而有些則可能造成工程質量的缺失甚至災難性事故。以及對于完成的大型工程沉降的觀測則尤顯重要，典型的例如地鐵、橋梁、大壩的沉降將會造成極大的事故，造成重大的人員傷亡以及其他社會危害。
[0003]近年來，隨著國家的基礎建設越來越多，工程質量事故也越來越頻繁。以及很多大型建筑的使用年限也頻到期限，需要監測其運行健康。沉降量是工程健康的一項很重要的參數，傳統的觀測手段是人工水準儀或者電感式及電容式的靜力水準儀，目前的監測手段均已自動化監測為主，所以人工監測基本淘汰。而電感式以及電容式經理水準儀均是采用儲液罐隨監測物發生沉降而導致液面的流動，從而帶動浮標的浮動帶動測桿，因為結構原因，多聯傳動到測桿，且測桿與管壁有一定的摩擦力，必須要一定的沉降才能體現出來，數據的的零點跳動不準確，以及其工作原理決定了體積必須龐大，很不利于現場施工以及安裝。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統及其控制方法，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明第一方面提供一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，包括第一儲液罐，所述第一儲液罐的底部與壓阻傳感器固定連接，所述壓阻傳感器的輸出端與放大轉換模塊的輸入端電性連接，所述放大轉換模塊與單片機系統雙向電性連接，所述單片機系統的輸入端分別與溫度傳感器和存儲芯片電性連接，所述單片機系統分別與復位電路模塊、低功耗電源模塊和485控制電路模塊雙向電性連接。
[0006]優選的，所述第一儲液罐通過導管與第二儲液罐固定連接，所述第二儲液罐的頂部與導氣管連通。
[0007]優選的，所述壓阻傳感器設置為低功耗全橋電阻應變片式傳感器。
[0008]優選的，所述放大轉換模塊包括A/D轉換模塊和電路放大模塊，且電路放大模塊的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端電性連接。
[0009]優選的，所述單片機系統通過485控制電路模塊與總線遠程無線連接。
[0010]本發明第二方面提供一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統的控制方法，通過壓阻傳感器進行沉降監測，再經過放大轉換模塊內的A/D轉換模塊和電路放大模塊將信息進行轉換和放大，轉換和放大的信息傳給單片機系統進行處理和發送，單片機系統將信息傳給復位電路模塊和485控制電路模塊，485控制電路模塊將信息遠程無線傳輸給總線。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果是:該基于壓阻式水準儀的沉降監測系統及控制方法，通過采用壓阻傳感器測量液面與空氣之間的壓差，從而對監測物體的沉降實現最直接、最直觀的監測，測量點無需液面流動，只要沉降有液面壓差就能實時體現，數據實時性更強，且運用壓阻傳感器的水準儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進行現場施工和安裝，通過導氣管屏除空氣壓力變化對測量精度的影響，通過設置存儲芯片，存儲水準儀的設置參數以及存儲測量數據，方便進行對比和參照，通過設置低功耗電源模塊和壓阻傳感器，且將壓阻傳感器設置為低功耗全橋電阻應變片式傳感器，降低總線壓降，可使總線供電距離更遠。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明結構示意圖；
[0013]圖2為本發明結構原理框圖；
[0014]圖3為本發明放大轉換模塊的結構原理框圖；
[0015]圖4為本發明壓阻傳感器的電路示意圖。
[0016]圖中:1第一儲液罐、2導管、3第二儲液罐、4導氣管、5壓阻傳感器、6放大轉換模塊、7A/D轉換模塊、8電路放大模塊、9單片機系統、10復位電路模塊、11低功耗電源模塊、12存儲芯片、13溫度傳感器、14485控制電路模塊。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0018]請參閱圖1-3，本發明提供一種技術方案:一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，包括第一儲液罐I，第一儲液罐I通過導管2與第二儲液罐3固定連接，第二儲液罐3的頂部與導氣管4連通，通過導氣管4屏除空氣壓力變化對測量精度的影響，第一儲液罐I的底部與壓阻傳感器5固定連接，通過采用壓阻傳感器5測量液面與空氣之間的壓差，從而對監測物體的沉降實現最直接、最直觀的監測，測量點無需液面流動，只要沉降有液面壓差就能實時體現，數據實時性更強，且運用壓阻傳感器5的水準儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進行現場施工和安裝。
[0019]請參閱圖4，壓阻傳感器5采用電阻全橋結構，具體設置為低功耗全橋電阻應變片式傳感器，其A、C端接直流電源，稱供橋電壓；B、D端為壓阻傳感器輸出的電壓，即為輸出端。當電橋輸出電壓為零式電橋處于平衡狀態，為保證測量的準確性，在每次測量前調零使電橋平衡。
[0020]壓阻傳感器5的輸出端與放大轉換模塊6的輸入端電性連接，放大轉換模塊6包括A/D轉換模塊7和電路放大模塊8，且電路放大模塊8的輸出端與A/D轉換模塊7的輸入端電性連接，放大轉換模塊6與單片機系統9雙向電性連接。
[0021]單片機系統9的輸入端分別與溫度傳感器13和存儲芯片12電性連接，通過設置存儲芯片12，存儲水準儀的設置參數以及存儲測量數據，方便進行對比和參照，單片機系統9分別與復位電路模塊10、低功耗電源模塊11和485控制電路模塊14雙向電性連接，單片機系統9通過485控制電路模塊14與總線遠程無線連接，通過設置低功耗電源模塊11和壓阻傳感器5，且將壓阻傳感器5設置為低功耗全橋電阻應變片式傳感器，降低總線壓降，可使總線供電距離更遠。
[0022]A/D轉換模塊7是壓阻傳感器5通過電子電位器調零后并將模擬的兩路電壓差轉換為一路并放大的模擬電壓，從而單片機系統9采集到壓差電壓并轉化成數字信號，采集到相應的參數之后，通過存儲芯片12上標定系數擬化出所受壓力值，單片機系統9按約定協議通過與其硬件相連的485控制電路模塊14將數據以一定的格式發送出去。
[0023]工作原理:該基于壓阻式水準儀的沉降監測系統使用時，通過壓阻傳感器5進行沉降監測，再經過放大轉換模塊6內的A/D轉換模塊7和電路放大模塊8將信息進行轉換和放大，轉換和放大的信息傳給單片機系統9進行處理和發送，單片機系統9將信息傳給復位電路模塊10和485控制電路模塊14，485控制電路模塊14將信息遠程無線傳輸給總線。
[0024]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，包括第一儲液罐(I)，所述第一儲液罐(I)的底部與壓阻傳感器(5)固定連接，其特征在于:所述壓阻傳感器(5)的輸出端與放大轉換模塊(6)的輸入端電性連接，所述放大轉換模塊(6)與單片機系統(9)雙向電性連接，所述單片機系統(9)的輸入端分別與溫度傳感器(13)和存儲芯片(12)電性連接，所述單片機系統(9)分別與復位電路模塊(10)、低功耗電源模塊(11)和485控制電路模塊(14)雙向電性連接。2.根據權利要求1所述的一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，其特征在于:所述第一儲液罐(I)通過導管(2)與第二儲液罐(3)固定連接，所述第二儲液罐(3)的頂部與導氣管⑷連通。3.根據權利要求1所述的一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，其特征在于:所述壓阻傳感器(5)設置為低功耗全橋電阻應變片式傳感器。4.根據權利要求1所述的一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，其特征在于:所述放大轉換模塊(6)包括A/D轉換模塊(7)和電路放大模塊(8)，且電路放大模塊(8)的輸出端與A/D轉換模塊(7)的輸入端電性連接。5.根據權利要求1所述的一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，其特征在于:所述單片機系統(9)通過485控制電路模塊(14)與總線遠程無線連接。6.一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統的控制方法，其特征在于，通過壓阻傳感器(5)進行沉降監測，再經過放大轉換模塊￠)內的A/D轉換模塊(7)和電路放大模塊(8)將信息進行轉換和放大，轉換和放大的信息傳給單片機系統(9)進行處理和發送，單片機系統(9)將信息傳給復位電路模塊(10)和485控制電路模塊(14)，485控制電路模塊(14)將信息遠程無線傳輸給總線。
【專利摘要】本發明公開了一種基于壓阻式水準儀的沉降監測系統及其控制方法，包括第一儲液罐，所述第一儲液罐的底部與壓阻傳感器固定連接，所述壓阻傳感器的輸出端與放大轉換模塊的輸入端電性連接，所述放大轉換模塊與單片機系統雙向電性連接，所述單片機系統的輸入端分別與溫度傳感器和存儲芯片電性連接，所述單片機系統分別與復位電路模塊、低功耗電源模塊和485控制電路模塊雙向電性連接。該基于壓阻式水準儀的沉降監測系統，通過采用壓阻傳感器測量液面與空氣之間的壓差，測量點無需液面流動，只要沉降有液面壓差就能實時體現，數據實時性更強，且運用壓阻傳感器的水準儀，體積小，量程大、精度高，方便人們進行現場施工和安裝。
【IPC分類】G01C5/04
【公開號】CN105203079
【申請號】CN201510700078
【發明人】諶麗芳
【申請人】湖南北斗星空檢測科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月24日