一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置。本實用新型包括支架、機箱模塊和測頭模塊，所述的支架與機箱模塊可手動連接和拆卸，測頭模塊和機箱模塊內(nèi)部電路采用時鐘同步的方法，測頭內(nèi)電路用于記錄沉降磁環(huán)觸發(fā)干簧管時數(shù)組下標，機箱內(nèi)電路用于記錄時刻對應(yīng)拉繩傳感器的輸出電壓，通過測頭、機箱近距離無線通信查詢沉降磁環(huán)位置對應(yīng)的拉繩傳感器輸出電壓值，實現(xiàn)對軟土沉降的測量。本實用新型自動化程度高，能實現(xiàn)對軟土沉降的精確測量。
【專利說明】
一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及測量領(lǐng)域，尤其涉及一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置。【背景技術(shù)】
[0002]在軟土地基上修筑高層建筑、高速公路和高速鐵路，由于受到壓力作用，軟土地基會發(fā)生壓縮變形，嚴重時可導(dǎo)致地基沉降。因此，建設(shè)前對路基進行準確測量具有重要意義。
[0003]目前，市面上，傳統(tǒng)的鋼尺沉降儀仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，它的主要原理是測量前在地下埋入沉降導(dǎo)管、底蓋和沉降磁環(huán)，測量時將內(nèi)部安裝了磁場感應(yīng)器的測頭放入沉降導(dǎo)管， 當(dāng)遇到外磁場作用時，便會接通接收系統(tǒng)，接收系統(tǒng)中的蜂鳴器發(fā)出連續(xù)不斷的蜂鳴聲響，地面上人工記下鋼尺的讀數(shù)。這種沉降儀使用時需要人工操作，測量效率低，且鋼尺的測量精度低，人為讀數(shù)誤差大，難以滿足現(xiàn)在高速鐵路等建設(shè)中的高精度要求。
[0004]近年來也出現(xiàn)了一些軟土沉降自動檢測儀器，其按照數(shù)據(jù)傳輸方式可以分為兩類:一類是通過電機帶動測量定位裝置上下運動，測量定位裝置上另接一條數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)到上端測箱顯示;另一類是通過電機帶動測量定位裝置上下運動，采用無線傳輸數(shù)據(jù)。其之所以不能產(chǎn)品化，存在以下缺點:(1)無線電波被地下土層和混凝土結(jié)構(gòu)大量吸收，且受標準沉降導(dǎo)管直徑尺寸的限制，無線觸發(fā)瞄準電路中能夠選用的無線收發(fā)模塊尺寸和發(fā)射功率受限，無法滿足大量程時的數(shù)據(jù)傳輸;(2)測量定位裝置分別與位移傳感器的拉繩和數(shù)據(jù)傳輸線相連接，這種兩線連接的方式，在測量快速下降中，測量定位裝置會發(fā)生旋轉(zhuǎn)晃動，導(dǎo)致傳感器的拉繩和數(shù)據(jù)傳輸線發(fā)生絞纏，影響測量的精度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供了一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置，實現(xiàn)自動化高精度的測量軟土地基沉降。
[0006]本實用新型包括支架、機箱模塊和測頭模塊。
[0007]所述的機箱模塊下端設(shè)置有螺紋孔，所述的支架上端設(shè)置有螺紋桿，所述的機箱模塊通過下端設(shè)置的螺紋孔與支架上端設(shè)置的螺紋桿相配合連接，所述的測頭模塊位于所述機箱模塊的下端，所述的支架與機箱模塊可手動連接和拆卸。
[0008]所述的機箱模塊包括:指示燈、按鍵、液晶顯示屏、電源、電機、抱箍、拉繩式位移傳感器、STM32主控板、FLASH儲存芯片、三角鐵、無線收發(fā)模塊、電機座、調(diào)節(jié)柱、精密絲杠、機箱殼體和拉繩。
[0009]所述的指示燈用于指示對應(yīng)的按鍵按下與否，所述的按鍵用于控制儀器的工作， 所述的液晶顯示屏用于顯示測量的數(shù)據(jù)，所述的機箱殼體包括上機箱殼體、側(cè)機箱殼體、下機箱殼體，所述的液晶顯示屏與所述的側(cè)機箱殼體相固連。
[0010]所述的抱箍將所述的電源固定在所述的側(cè)機箱殼體上，所述的拉繩式位移傳感器通過螺栓與所述的上機箱殼體相連接，所述的拉繩式位移傳感器下端設(shè)置有所述的拉繩，所述的STM32主控板與所述的側(cè)機箱殼體相連接，所述的FLASH儲存芯片與所述的STM32主控板相連接，所述的無線收發(fā)模塊與所述的下機箱殼體相連接，所述的電機座通過螺栓固定在所述的下機箱殼體上，所述的電機與所述的電機座通過螺栓相連接，所述的精密絲杜通過聯(lián)軸器與所述的電機相連接，所述的調(diào)節(jié)柱側(cè)邊開有通槽，所述的調(diào)節(jié)柱通過螺絲固定在所述的下機箱殼體上。
[0011]所述的拉繩式位移傳感器下端設(shè)置的拉繩纏繞在所述精密絲杠上，拉繩與精密絲杠的摩擦力用于帶動所述測頭模塊豎直上下運動，所述的調(diào)節(jié)柱用于調(diào)節(jié)拉繩垂直向上沿著精密絲杠運動。
[0012]所述的測頭模塊包括:測頭殼體、拉環(huán)、測頭蓋、滑輪、側(cè)板、干簧管、支架、電壓轉(zhuǎn)換模塊、無線收發(fā)模塊、DM430主控板和電源。[〇〇13]所述的測頭殼體內(nèi)孔設(shè)置有螺紋，所述的測頭蓋外柱設(shè)置有螺紋，上端設(shè)置有圓環(huán)，所述的測頭殼體通過螺紋與所述的測頭蓋相配合連接，所述的測頭殼體和測頭蓋均為黃銅材質(zhì)。
[0014] 所述的拉繩與所述的拉環(huán)連接，所述的測頭蓋通過上端設(shè)置的圓環(huán)與所述的拉環(huán)相連接，所述的側(cè)板與所述的測頭殼體相固連，所述的測頭殼體上設(shè)置有螺紋孔，所述的滑輪通過螺紋與所述的測頭殼體相配合連接；
[0015]所述的測頭模塊在標準沉降管內(nèi)下降時，使所述的滑輪沿著標準沉降管內(nèi)的槽滑動，避免所述測頭模塊旋轉(zhuǎn)造成的測量誤差，提高測量精度；
[0016]所述的支架分為上下兩層，所述的干簧管通過螺絲固定在所述支架的下層，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述的DM430主控板相連接，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊、無線收發(fā)模塊、DM430 主控板和電源用石蠟固定在所述的支架上層空心柱內(nèi)，所述的支架下端用石蠟固定在所述的測頭殼體中。
[0017]本實用新型能夠克服現(xiàn)有軟土沉降測量中測量信息難以傳遞到地面接收端的難題，實現(xiàn)在沉降管、深井等惡劣環(huán)境中大量程尺寸的精確測量?！靖綀D說明】
[0018]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本實用新型隱藏在機箱外蓋后的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是本實用新型電機驅(qū)動部分的立體結(jié)構(gòu)圖；[0021 ]圖4是本實用新型液晶部分的局部放大圖；
[0022]圖5是本實用新型測頭模塊的立體結(jié)構(gòu)圖
[0023]圖6是本實用新型測頭模塊內(nèi)部的立體結(jié)構(gòu)圖
[0024]圖7是本實用新型測控系統(tǒng)的電路示意圖；[〇〇25]圖8是本實用新型的工作流程圖；[〇〇26]圖9是本實用新型測量原理的簡化示意圖；[〇〇27]圖10是本實用新型測頭模塊的電路原理圖；[〇〇28] 圖11是本實用新型STM32F103ZET6處理器的電路原理圖；[〇〇29]圖12是本實用新型主控板的一部分外圍電路原理圖；[〇〇3〇]圖13是本實用新型主控板的另一部分外圍電路原理圖。【具體實施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0032]如圖1所示，本實用新型包括支架1、機箱模塊2和測頭模塊3;所述的機箱模塊2下端設(shè)置有螺紋孔，所述的支架1上端設(shè)置有螺紋桿，所述的機箱模塊2通過下端設(shè)置的螺紋孔與支架1上端設(shè)置的螺紋桿相配合連接，所述的測頭模塊3位于所述機箱模塊2的下端。
[0033]測量軟土沉降前，將所述的支架1與所述的機箱模塊2連接，測量結(jié)束后可以將其手動拆卸。[〇〇34] 如圖2，3，4所示，所述的機箱模塊2包括指示燈201、按鍵202、液晶顯示屏203、電源 204、電機205、抱箍206、拉繩式位移傳感器207、STM32F103ZET6處理器208、FLASH儲存芯片 209、三角鐵210、無線收發(fā)模塊211、電機座212、調(diào)節(jié)柱213、精密絲杠214、機箱殼體215和拉繩 216〇[〇〇35]所述的指示燈201用于指示對應(yīng)的按鍵202按下與否，所述的按鍵202用于控制儀器的工作，所述的液晶顯示屏203用于顯示測量的數(shù)據(jù)，所述的機箱殼體215包括上機箱殼體、側(cè)機箱殼體、下機箱殼體，所述的液晶顯示屏203與所述的側(cè)機箱殼體相固連。[〇〇36]所述的抱箍206將所述的電源204固定在所述的側(cè)機箱殼體上，所述的拉繩式位移傳感器207通過螺栓與所述的上機箱殼體相連接，所述的拉繩式位移傳感器207下端設(shè)置有所述的拉繩216,所述的STM32F103ZET6處理器208與所述的側(cè)機箱殼體相連接，所述的 FLASH儲存芯片209與所述的STM32F103ZET6處理器相連接，所述的無線收發(fā)模塊211與所述的下機箱殼體相連接，所述的電機座212通過螺栓固定在所述的下機箱殼體上，所述的電機 205與所述的電機座212通過螺栓相連接，所述的精密絲杠214通過聯(lián)軸器與所述的電機205 相連接，所述的調(diào)節(jié)柱213側(cè)邊開有通槽，所述的調(diào)節(jié)柱213通過螺絲固定在所述的下機箱殼體上。[〇〇37] 所述的拉繩式位移傳感器207下端設(shè)置的拉繩216纏繞在所述精密絲杠214上，拉繩與精密絲杠的摩擦力用于帶動所述測頭模塊3豎直上下運動，所述的調(diào)節(jié)柱213用于調(diào)節(jié)拉繩216垂直向上沿著精密絲杠214運動。[〇〇38] 如圖5，6所示，所述的測頭模塊3包括測頭殼體301、拉環(huán)302、測頭蓋303、滑輪304、 側(cè)板305、干簧管306、支架307、電壓轉(zhuǎn)換模塊308、無線收發(fā)模塊309、DM430主控板310和電源311。[〇〇39]所述的測頭殼體301內(nèi)孔設(shè)置有螺紋，所述的測頭蓋303外柱設(shè)置有螺紋，上端設(shè)置有圓環(huán)，所述的測頭殼體301通過螺紋與所述的測頭蓋303相配合連接，所述的測頭殼體 301和測頭蓋303均為黃銅材質(zhì)。
[0040]所述的拉繩216與所述的拉環(huán)302連接，所述的測頭蓋303通過上端設(shè)置的圓環(huán)與所述的拉環(huán)302相連接，所述的側(cè)板305與所述的測頭殼體301相固連，所述的測頭殼體301 上設(shè)置有螺紋孔，所述的滑輪304通過螺紋與所述的測頭殼體301相配合連接。
[0041]所述的測頭模塊3在標準沉降管內(nèi)下降時，使所述的滑輪304沿著標準沉降管內(nèi)的槽滑動，避免所述測頭模塊3旋轉(zhuǎn)造成的測量誤差，提高測量精度。[〇〇42]所述的支架307分為上下兩層，所述的干簧管306通過螺絲固定在所述支架307的下層，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊308與所述的DM430主控板310相連接，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊308、無線收發(fā)模塊309、DM430主控板310和電源311用石蠟固定在所述的支架307上層空心柱內(nèi)， 所述的支架307下端用石蠟固定在所述的測頭殼體301中。[〇〇43]如圖7所示，一種軟土地基沉降自動監(jiān)測儀的測控系統(tǒng)電路示意圖，所述的測控系統(tǒng)電路示意圖包括測頭內(nèi)部MSP430測控系統(tǒng)和機箱內(nèi)部STM32測控系統(tǒng);所述的MSP430測控系統(tǒng)包括MSP430F149處理器、干簧管觸發(fā)電路、7805電壓轉(zhuǎn)換電路和電源接口，電源I為整個MSP430測控系統(tǒng)供電；所述的STM32測控系統(tǒng)包括STM32F103ZET6處理器、電機驅(qū)動電路、TFT液晶接口電路、EEPR0M儲存器電路、nRF24101無線收發(fā)電路、FLASH儲存芯片電路、時鐘電路和拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路，電源II為整個STM32測控系統(tǒng)供電。[〇〇44]如圖8,9所示，本實用新型的工作流程是:STM32F103ZET6處理器2檢測到START按鍵信號，系統(tǒng)開始工作，機箱內(nèi)的STM32F103ZET6處理器2開始啟動計時器計時，并同時控制無線收發(fā)模塊211向測頭內(nèi)的MSP430F149處理器1發(fā)射命令，使MSP430F149處理器1開始計時；STM32F103ZET6處理器2每隔10ms采集一次拉繩式位移傳感器207輸出的電壓，并將電壓值按照順序保存在設(shè)置的數(shù)組S[]中，STM32F103ZET6處理器2將數(shù)組S[]的值保存在外設(shè)的 FLASH存儲芯片中，MSP430F149處理器1的計時器每隔10ms將其參數(shù)i自加一次，并檢測是否有干簧管觸發(fā)信號。[〇〇45]當(dāng)有沉降磁鐵觸發(fā)干簧管，干簧管輸出一個下降沿，此時MSP430F149處理器1將參數(shù)i的值賦值給參數(shù)b。[〇〇46]測量結(jié)束后，STM32F103ZET6處理器2控制電機帶動測頭以近似勻速上升，上升一個固定的時間后，測頭模塊3處于一個近似固定距離，MSP430F149處理器1控制無線收發(fā)模塊309將參數(shù)b的值打包發(fā)射，機箱內(nèi)的無線收發(fā)模塊211接受到參數(shù)b后，將其作為數(shù)組S[] 的下標查找數(shù)組中對應(yīng)的元素，讀取其中的傳感器電壓值，并調(diào)用函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為位移在液晶顯示器上顯示。
[0047]如圖9，MSP430F149處理器1、STM32F103ZET6處理器2同時啟動后，參數(shù)i=0,數(shù)組S[]下標為〇;每隔10msMSP430F149處理器1控制參數(shù)i自加一次，且STM32F103ZET6處理器2采集一次拉繩式位移傳感器207的輸出電壓并將電壓值保存在數(shù)組S[]中；例如，當(dāng)在i=4后有沉降磁環(huán)觸發(fā)干簧管，在i=5時MSP430F149處理器1會檢測到觸發(fā)信號，然后將參數(shù)i=5的值賦給參數(shù)b;測量結(jié)束后，STM32F103ZET6處理器1控制無線收發(fā)模塊309將b=5傳輸給無線收發(fā)模塊211，進而傳送給STM32F103ZET6處理器2;STM32F103ZET6處理器2將b=5作為數(shù)組S[] 的下標，讀出S[5]中拉繩式位移傳感器207的輸出電壓，調(diào)用拉繩傳感器的電壓位移線性回歸直線方程找出對應(yīng)的位移值，該位移即是沉降磁環(huán)所處的近似位移。[〇〇48]作為本設(shè)計的一種優(yōu)選設(shè)計，控制測頭模塊的下降時間是120s，在實現(xiàn)10m的測量時，10ms的時間段對應(yīng)的最大位移誤差是0.833mm;考慮測頭內(nèi)部電路的具體使用要求，所述的MSP430F149處理器1選擇超低功耗的MSP430F149處理器，根據(jù)機箱部分設(shè)計要求， STM32F103ZET6處理器2選用功能更加強大的STM32F103ZET6處理器。[〇〇49]本實用新型的測量原理可以概述為利用兩個MSP430F149處理器的時間同步，根據(jù)時刻節(jié)點找出對應(yīng)時刻拉繩傳感器的輸出電壓，從而對應(yīng)出該時刻節(jié)點的位移，即是沉降磁環(huán)所處的位移。
[0050]如圖10，11，12，13所示，本實用新型的測控系統(tǒng)電路包括測頭內(nèi)電路和機箱內(nèi)電路兩部分，所述的機箱內(nèi)電路包括STM3 2F10 3ZET6處理器、電機驅(qū)動電路、TFT液晶接口電路、EEPROM儲存器電路、nRF24101無線收發(fā)電路、FLASH儲存芯片電路、時鐘電路和拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路；[〇〇51 ] 所述的電機驅(qū)動電路輸入引腳IN1、IN2分別與STM32F103ZET6ET6處理器的46、47 引腳連接，電機驅(qū)動電路的輸出引腳0UT1、0UT2分別連接電機的兩個輸入端，電機驅(qū)動電路的GND、VCC5、VCC3.3分別接電源接口 C0N1的GND、VCC5、VCC3.3 ;電機驅(qū)動電路利用 STM32F103ZET6處理器的定時器輸出PWM波來控制直流電機的運轉(zhuǎn)。
[0052]所述的 TFT液晶接口電路的D0UT、PENIRQ#、CS#、LCD_BLDIN、DCLK、LCD_RST# 引腳分別與STM32F103ZET6ET6處理器的18、21、22、47、49、92、126引腳連接，1?1'液晶接口電路的 1?、^)、耶、1^:0_05引腳分別與51]\02卩1032￡16￡16處理器的1、118、119、127引腳連接，1卩1'液晶接口電路的DB00-DB15引腳分別與STM32F103ZET6ET6處理器的PD14-15、PD0-1、PE7-15、 ro8-10引腳連接，TFT液晶接口電路的GND、VCC3.3分別接電源接口 C0N1的GND、VCC3.3; TFT 液晶用來顯示設(shè)備的工作狀態(tài)和監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息。
[0053] 所述的EEPROM儲存器電路的SCUSDA引腳分別與STM32F103ZET6ET6處理器的69、 70引腳連接，EEPROM儲存器電路的GND、VCC3.3分別接電源接口 C0N1的GND、VCC3.3 ;EEPR0M 儲存芯片AT24C02容量為2Kb，可掉電保存一些參數(shù)數(shù)據(jù)，用來儲存檢測到的磁環(huán)位置數(shù)據(jù)fg息。[〇〇54] 所述的nRF24101無線收發(fā)電路的06、03^3(:1(、1130、1031、11^引腳分別與 STM32F103ZET6ET6處理器的93、132、41、42、43、44引腳連接，111^24101無線收發(fā)電路的6冊、 VCC3 ? 3 分別接電源接口 C0N1 的 GND、VCC3 ? 3。
[0055] 所述的FLASH儲存芯片電路的03、0^、00、01引腳分別與3了]\02?1032￡了6￡了6處理器的110、133、134、135引腳連接，F(xiàn)LASH儲存芯片電路的GND、VCC3.3分別接電源接口⑶N1的 GND、VCC3.3;選用的FLASH儲存芯片為SPI接口的串行FLASH，型號為W25Q64，容量為8MB，用來儲存每1 〇ms檢測到的傳感器輸出的電壓值。
[0056]所述的時鐘電路的 05(:_預(yù)、05(:_01]1'、？(:14/05032_預(yù)、？(:15/05032_01]1'引腳分別與 STM32F103ZET6ET6處理器的23、24、8、9引腳連接，時鐘電路的GND接電源接口 C0N1的GND。 [〇〇57]所述的拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路的仏接拉繩傳感器的輸出端，拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路的PC2/ADC2_IN1與STM32F103ZET6ET6處理器的28引腳連接，拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路的GND、VCC5分別接電源接口 C0N1的GND、VCC5;所述拉繩傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路把傳感器輸出的0-10v電壓轉(zhuǎn)換為STM32F103ZET6處理器可承受的0-3.3v電壓。[〇〇58] 所述的測頭內(nèi)電路包括MSP430F149處理器、nRF24101無線收發(fā)電路、干簧管觸發(fā)電路、電源接口和7805電壓轉(zhuǎn)換電路。[〇〇59] 所述的7805電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端選用9V電池供電，輸出端的GND、Vcc-5與電源接口的GND、Vcc-5相連接；電源接口的GND、Vcc-3.3引腳分別與MSP430F149處理器的63、1引腳相連接，7805電壓轉(zhuǎn)換電路用于測頭內(nèi)部電路的各電路供電。
[0060] 所述的nRF24101無線收發(fā)電路的06、03^3(:1(1031、1030、11^引腳分別與 MSP430F149處理器的15、27、33、31、32、14引腳相連接，111^24101無線收發(fā)電路的6冊、￥(^-3.3引腳分別于C0N2對應(yīng)的GND、Vcc-3.3引腳連接，引腳CE、IRQ與引腳CSN、SCK、M0S1、MIS0 配合使用，用于數(shù)據(jù)的傳輸。[0061 ]所述的干簧管觸發(fā)電路的GND、Vcc-3.3引腳分別于電源接口對應(yīng)的GND、Vcc-3.3引腳連接，干簧管觸發(fā)電路的輸出引腳DO與MSP430F149處理器的40引腳相連接，引腳DO用于傳輸干簧管的觸發(fā)信號。[〇〇62] 在進行工程測量時，首先打孔埋設(shè)沉降管和沉降磁環(huán)，使沉降磁環(huán)和軟土同步沉降；然后在沉降管上方安放軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置;首次測量時，將測頭模塊3通過拉環(huán)302與拉繩216相連接，啟動START按鍵，電機205使得測頭模塊3上的滑輪304沿著沉降管內(nèi)的槽垂直滑動，此時STM32F103ZET6處理器開始啟動計時器工作，每隔10ms采集一次拉繩式位移傳感器207輸出的電壓，并將電壓值按順序保存在外設(shè)的FLASH存儲芯片的數(shù)組S[] 中，與此同時，STM32F103ZET6處理器控制無線收發(fā)模塊211發(fā)射信號給無線收發(fā)模塊309， 無線收發(fā)模塊309接收到信號后傳遞給MSP430F149處理器，啟動MSP430F149的計時器將一個從零開始的參數(shù)i每隔l〇ms自加一次，并每隔10ms檢測一次干簧管觸發(fā)信號；當(dāng)檢測到沉降磁環(huán)觸發(fā)干簧管的信號后，MSP430F149處理器的計時器記下此時的參數(shù)i，并將參數(shù)i的值賦給參數(shù)b。[〇〇63]下降測量完成后，電機205通過精密絲杠214帶動測頭模塊上升，當(dāng)上升到可以無線通信的距離時，MSP430F149處理器控制無線收發(fā)模塊309將參數(shù)b打包發(fā)送給無線收發(fā)模塊211，STM32F103ZET6處理器讀取參數(shù)b后保存在EEPR0M儲存芯片中，并將b作為數(shù)組S[]的下標在外設(shè)的FLASH存儲芯片查詢對應(yīng)元素的拉繩式位移傳感器207輸出的電壓，然后將電壓值轉(zhuǎn)換成位移值在TFT液晶顯示器上顯示。
[0064]本裝置能夠克服現(xiàn)有軟土沉降測量中測量信息難以傳遞到地面接收端的難題，實現(xiàn)軟土地基沉降的精確測量，此外，本裝置還可用于地下水位等大量程尺寸的精確測量。
【主權(quán)項】
1.一種軟土地基沉降自動監(jiān)測裝置，包括支架(1)、機箱模塊(2)和測頭模塊(3)，其特 征在于:所述的機箱模塊(2)下端設(shè)置有螺紋孔，所述的支架(1)上端設(shè)置有螺紋桿，所述的機 箱模塊(2)通過下端設(shè)置的螺紋孔與支架(1)上端設(shè)置的螺紋桿相配合連接，所述的測頭模 塊(3)位于所述機箱模塊(2)的下端，所述的支架(1)與機箱模塊(2)可手動連接和拆卸；所述的機箱模塊(2)包括:指示燈(201)、按鍵(202)、液晶顯示屏(203)、電源(204)、電 機(205)、抱箍(206)、拉繩式位移傳感器(207)、STM32主控板(208)、FLASH儲存芯片(209)、 三角鐵(210)、無線收發(fā)模塊(211)、電機座(212)、調(diào)節(jié)柱(213)、精密絲杠(214)、機箱殼體 (215)和拉繩(216);所述的指示燈(201)用于指示對應(yīng)的按鍵(202)按下與否，所述的按鍵(202)用于控制 儀器的工作，所述的液晶顯示屏(203)用于顯示測量的數(shù)據(jù)，所述的機箱殼體(215)包括上 機箱殼體、側(cè)機箱殼體、下機箱殼體，所述的液晶顯示屏(203)與所述的側(cè)機箱殼體相固連；所述的抱箍(206)將所述的電源(204)固定在所述的側(cè)機箱殼體上，所述的拉繩式位移 傳感器(207)通過螺栓與所述的上機箱殼體相連接，所述的拉繩式位移傳感器(207)下端設(shè) 置有所述的拉繩(216 )，所述的STM32主控板(208)與所述的側(cè)機箱殼體相連接，所述的 FLASH儲存芯片(209)與所述的STM32主控板相連接，所述的無線收發(fā)模塊(211)與所述的下 機箱殼體相連接，所述的電機座(212)通過螺栓固定在所述的下機箱殼體上，所述的電機 (205)與所述的電機座(212)通過螺栓相連接，所述的精密絲杠(214)通過聯(lián)軸器與所述的 電機(20 5)相連接，所述的調(diào)節(jié)柱(213)側(cè)邊開有通槽，所述的調(diào)節(jié)柱(213)通過螺絲固定 在所述的下機箱殼體上；所述的拉繩式位移傳感器(207)下端設(shè)置的拉繩(216)纏繞在所述精密絲杠(214)上， 拉繩與精密絲杠的摩擦力用于帶動所述測頭模塊(3)豎直上下運動，所述的調(diào)節(jié)柱(213)用 于調(diào)節(jié)拉繩(216)垂直向上沿著精密絲杠(214)運動；所述的測頭模塊(3)包括:測頭殼體(301)、拉環(huán)(302)、測頭蓋(303)、滑輪(304)、側(cè)板 (305)、干簧管(306)、支架(307)、電壓轉(zhuǎn)換模塊(308)、無線收發(fā)模塊(309)、DM430主控板 (310)和電源(311);所述的測頭殼體(301)內(nèi)孔設(shè)置有螺紋，所述的測頭蓋(303)外柱設(shè)置有螺紋，上端設(shè) 置有圓環(huán)，所述的測頭殼體(301)通過螺紋與所述的測頭蓋(303)相配合連接，所述的測頭 殼體(301)和測頭蓋(303)均為黃銅材質(zhì)；所述的拉繩(216)與所述的拉環(huán)(302)連接，所述的測頭蓋(303)通過上端設(shè)置的圓環(huán) 與所述的拉環(huán)(302)相連接，所述的側(cè)板(305)與所述的測頭殼體(301)相固連，所述的測頭 殼體(301)上設(shè)置有螺紋孔，所述的滑輪(304)通過螺紋與所述的測頭殼體(301)相配合連 接；所述的測頭模塊(3)在標準沉降管內(nèi)下降時，使所述的滑輪(304)沿著標準沉降管內(nèi)的 槽滑動，避免所述測頭模塊(3)旋轉(zhuǎn)造成的測量誤差，提高測量精度；所述的支架(307)分為上下兩層，所述的干簧管(306)通過螺絲固定在所述支架(307) 的下層，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊(308)與所述的DM430主控板(310)相連接，所述的電壓轉(zhuǎn)換模 塊(308)、無線收發(fā)模塊(309)、DM430主控板(310)和電源(311)用石蠟固定在所述的支架 (307)上層空心柱內(nèi)，所述的支架(307)下端用石蠟固定在所述的測頭殼體(301)中。
【文檔編號】G01C5/00GK205607376SQ201620373795
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】劉續(xù), 汪成立, 禹靜, 李東升
【申請人】中國計量大學(xué)