專利名稱：一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖上工程中測量巖上體深層水平位移的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)測斜儀是由測量探頭(通常為0. 5米長)、傳輸線纜、數(shù)據(jù)接收器三部分組成。 傳統(tǒng)測斜儀需要人工將測量探頭放入測斜孔中，然后人力將測量探頭放到指定位置，進(jìn)行測量，數(shù)據(jù)接收器接收每個位置的數(shù)據(jù)，每出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)需要記錄一次，更老的甚至需要手寫記錄每個位置的測斜數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)測斜儀存在下列三大技術(shù)問題(1)數(shù)據(jù)采集依賴人工， 沒有實(shí)現(xiàn)自動化。傳統(tǒng)測斜儀都是通過工人拉傳輸電纜進(jìn)行測量，工人在拉電纜的過程中， 每次定位不相同，時高時低，嚴(yán)重時影響測量精度。( 數(shù)據(jù)記錄存儲依賴人工，沒有實(shí)現(xiàn)自動化。傳統(tǒng)測斜儀一般是工人拉電纜，技術(shù)人員記錄儲存。工人與技術(shù)人員之間配合良好，則數(shù)據(jù)記錄比較完整，如果配合不當(dāng)，則需重新測量記錄。( 數(shù)據(jù)傳輸沒有實(shí)現(xiàn)自動化。傳統(tǒng)測斜儀的數(shù)據(jù)傳輸一般是通過數(shù)據(jù)線與電腦連接，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，然后進(jìn)行分析處理。這一般都滯后于工程實(shí)際，有的情況下甚至與測量時間間隔很久才將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上?？傊?，傳統(tǒng)測斜儀比較依賴于人工，數(shù)據(jù)采集、記錄、存儲與傳輸均比較慢，沒有實(shí)現(xiàn)自動化智能化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)測斜觀測方法的局限和缺陷，提出一種自動化采集、 記錄、存儲和傳輸測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案由采集數(shù)據(jù)部分和數(shù)據(jù)存儲接收部分組成，采集數(shù)據(jù)部分包含了數(shù)據(jù)測量探頭、驅(qū)動器和新型測斜管三個部分；數(shù)據(jù)測量探頭內(nèi)部安裝了一個微型接觸開關(guān)，微型接觸開關(guān)由兩片金屬片制成，其中一片固定在探頭內(nèi)壁，另一片用彈簧片及絕緣片相隔開，測斜管外壁安裝有磁環(huán)或磁片，數(shù)據(jù)接收器內(nèi)設(shè)藍(lán)牙傳送裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是解決了傳統(tǒng)測斜儀的自動化與智能化水平較低的問題。實(shí)現(xiàn)了自動采集數(shù)據(jù)、自動記錄與存儲數(shù)據(jù)、自動接收數(shù)據(jù)三大功能。


圖1為自動采集測斜數(shù)據(jù)的設(shè)備組成結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為自動采集測斜數(shù)據(jù)的設(shè)備簡圖。圖3為數(shù)據(jù)測量探頭示意圖及端部詳圖。圖4為數(shù)據(jù)自動存儲記錄過程示意圖。圖5為數(shù)據(jù)測量探頭工作實(shí)施示意圖。圖6為新型測斜管改造示意圖。圖7為某基坑工程測斜孔布置示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1表示該自動采集數(shù)據(jù)的測斜儀裝置包括兩個部分自動采集數(shù)據(jù)部分和數(shù)據(jù)存儲接收部分。自動數(shù)據(jù)采集部分包含數(shù)據(jù)測量探頭、驅(qū)動器和新型測斜管三個部分；數(shù)據(jù)存儲接收部分有自動存儲記錄數(shù)據(jù)與藍(lán)牙無線傳輸數(shù)據(jù)兩部分。圖2表示自動采集數(shù)據(jù)的測斜儀裝置由以下幾個部分組成數(shù)據(jù)測量探頭7由測量電纜10連接到轉(zhuǎn)盤1上面，轉(zhuǎn)盤1上可以纏繞測量電纜10，轉(zhuǎn)盤1的轉(zhuǎn)動是由于鏈條3 與齒輪2的轉(zhuǎn)動而被帶動的，動力的來源便是驅(qū)動器6的轉(zhuǎn)動而來，驅(qū)動器中的電動機(jī)通過蓄電池電源提供電力，測量電纜10的另一端連接電纜4與數(shù)據(jù)接收器5連接，把測量數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)讲⒋鎯ζ饋?。整個裝置的主要部分驅(qū)動器6、數(shù)據(jù)接收器5、轉(zhuǎn)盤1、鏈條3與齒輪2等都是固定在箱形支架上。在該支架下部裝有四個小輪8，還有一個手扶推手9，通過該手扶推手9與小輪8的滾動，可以實(shí)現(xiàn)自動采集數(shù)據(jù)的測斜儀裝置的自由移動。驅(qū)動器6的主要部件是小型電動機(jī)和蓄電池電源，蓄電池電源帶動了小型電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，小型電動機(jī)帶動了齒輪2的轉(zhuǎn)動，小型電動機(jī)直接帶動的齒輪2的直徑較小，通過鏈條3的有效傳遞后，帶動了連接轉(zhuǎn)盤1的齒輪2的緩慢勻速轉(zhuǎn)動，從而使得轉(zhuǎn)盤1也緩慢而勻速地轉(zhuǎn)動。小型電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)正向和逆向雙向轉(zhuǎn)動。圖3所示為數(shù)據(jù)測量探頭示意圖及端部詳圖。數(shù)據(jù)測量探頭7被測量電纜10聯(lián)系著運(yùn)動。數(shù)據(jù)測量探頭7的端部內(nèi)部固定兩個薄金屬片12 (長1. 5cm、寬0. 5cm、厚Imm)， 一個薄金屬片12固定在探頭內(nèi)壁上，另外一片薄金屬片與固定在探頭內(nèi)壁上的薄金屬片中間有絕緣皮和小彈簧13隔開，兩個薄金屬片12的端部分別有兩根電線14連出，電線14 通過測量電纜10連接到數(shù)據(jù)接收器4中。在數(shù)據(jù)接收器中，兩根電線14通過測量電纜10連接到其中，兩個薄金屬片12相當(dāng)于開關(guān)，在該開關(guān)作用下，兩根電線14是傳輸線，數(shù)據(jù)接收器便實(shí)現(xiàn)了自動記錄和存儲。 同時，在數(shù)據(jù)接收器4中安裝了藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊與數(shù)據(jù)接收器內(nèi)部的系統(tǒng)相連，并且在數(shù)據(jù)接收器的外表面有操作屏幕可以操作實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙尋找與傳輸功能。當(dāng)外界存在帶有藍(lán)牙功能的PDA掌上電腦時，藍(lán)牙模塊便與PDA掌上電腦相連，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸。圖4為數(shù)據(jù)自動存儲記錄過程示意圖。測量探頭7在測斜管15內(nèi)行進(jìn)時，安裝在測斜管15外壁的磁環(huán)或磁片11的磁場對設(shè)置在探頭7內(nèi)部的兩片金屬片12產(chǎn)生作用，經(jīng)過時閉合，離開時因彈簧13的作用打開；連接在兩片金屬片12上的兩根細(xì)導(dǎo)線14連接到探頭7上部的測量電纜10和連接電纜4中，通過電纜10與數(shù)據(jù)接收器5連接。數(shù)據(jù)接收器5內(nèi)數(shù)據(jù)的記錄存儲一般是顯示屏上按鍵記錄，這里將金屬片自動啟閉實(shí)現(xiàn)自動記錄存儲取代按鍵記錄，其余設(shè)計不變。圖5所示為數(shù)據(jù)測量探頭工作實(shí)施示意圖。當(dāng)數(shù)據(jù)測量探頭7被測量電纜10連接著逐漸地在新型測斜管15內(nèi)部勻速上升或下降時，由于新型測斜管15壁上裝有磁環(huán)或磁片11，在磁環(huán)或磁片11的作用下，兩個薄金屬片12就會在磁力的作用下張合，閉合上的瞬間就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動存儲和記錄。圖6所示為新型測斜管改造示意圖。常用測斜管為PVC管材，新型測斜管最好采用ABS管材，柔韌性好，使用時間長。新型測斜管15的外側(cè)固定有磁環(huán)或磁片11，每個磁性環(huán)或磁片11的間距為0. 5m，磁環(huán)或磁片也可以采用分層沉降磁環(huán)。圖7所示為某基坑工程的測斜孔布置示意圖，共四個測斜孔，CXl CX4，均布置于基坑長邊和短邊的中部。工程場地為軟弱地基，表層為雜填土，下部為耕植土、淤泥質(zhì)土，淤泥質(zhì)粘土，粘土和砂土。軟弱土層主要分布在地表以下20m的范圍內(nèi)。每個測斜管的深度為39m，上下分別可以采集78個點(diǎn)，共可以自動采集156個點(diǎn)?，F(xiàn)在采用本發(fā)明設(shè)計的自動采集數(shù)據(jù)的測斜儀裝置，該裝置可以直接推到每個測斜孔邊，測斜管為新型測斜管，將數(shù)據(jù)測量探頭就位到測斜管的導(dǎo)槽內(nèi)，然后開動電動機(jī)開關(guān)及數(shù)據(jù)接收器開關(guān)，數(shù)據(jù)測量探頭便緩慢下降，同時記錄和存儲下每個0. 5m處的測斜儀讀數(shù)值，數(shù)據(jù)接收器內(nèi)部裝有蜂鳴器，故記錄和存儲時會發(fā)出響聲。當(dāng)數(shù)據(jù)測量探頭到達(dá)孔底后，蜂鳴器便有規(guī)律地發(fā)出一個個的響聲，這時，可以將小型電動機(jī)逆向打開，電動機(jī)改變轉(zhuǎn)向，數(shù)據(jù)接收器便緩慢地往測斜孔的上部移動，同時記錄和存儲每個0. 5m處的測斜數(shù)據(jù)值，每次也發(fā)出數(shù)據(jù)接收器中的蜂鳴聲。當(dāng)數(shù)據(jù)測量探頭露出空外，便可以收回數(shù)據(jù)測量探頭，擺放于裝置的鐵架上，推動扶手，到下一個測斜孔進(jìn)行后續(xù)監(jiān)測。當(dāng)四個測斜孔全部測量完畢后，按動數(shù)據(jù)接收器上的藍(lán)牙傳輸按鈕，藍(lán)牙模塊便開始工作，自動尋找附近的藍(lán)牙設(shè)備，打開PDA掌上電腦，便可以在現(xiàn)場接收到測斜數(shù)據(jù)， 測斜數(shù)據(jù)在掌上電腦中的EXCEL中可以打開，并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理并繪圖。這就實(shí)現(xiàn)了測斜的現(xiàn)場觀測、處理數(shù)據(jù)，及時觀看基坑的深部水平位移偏移量，省去了內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理時間，為基坑的安全監(jiān)測節(jié)省了寶貴的時間，避免了許多基坑事故的發(fā)生。綜上所述，該自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備在建筑工程、巖土工程、水利工程等行業(yè)均有廣泛的工程應(yīng)用前景，具有很高的實(shí)用價值。
權(quán)利要求
1.一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備，包括自動采集數(shù)據(jù)部分和數(shù)據(jù)存儲接收部分，其特征是測量探頭內(nèi)部裝有微型開關(guān)，新型測斜管外壁固定有磁環(huán)或磁片，測斜儀測量探頭在測斜管中行進(jìn)時，微型開關(guān)在測斜管外壁的磁環(huán)或磁片的磁場條件下自動啟閉，實(shí)現(xiàn)自動采集、記錄、存儲數(shù)據(jù)的功能；數(shù)據(jù)接收器內(nèi)部裝有藍(lán)牙模塊與掌上電腦PDA連接， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備，其特征是微型開關(guān)由兩片金屬片構(gòu)成，它們尺寸為長1. 5cm、寬0. 5cm、厚1mm，其中一片固定在探頭內(nèi)壁，另一片用彈簧片及絕緣片相隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備，其特征是新型測斜管外側(cè)安裝的磁環(huán)或磁片可以是分層沉降磁環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備，其特征是測量探頭的升降是電力驅(qū)動的。
全文摘要
一種自動采集測斜數(shù)據(jù)的方法及設(shè)備，涉及巖土工程中測量巖土體深層水平位移技術(shù)。本實(shí)發(fā)明克服了傳統(tǒng)測斜儀需要人工測量、記錄，而且費(fèi)時費(fèi)力、工作效率低下的缺點(diǎn)，本發(fā)明的技術(shù)方案包括自動采集數(shù)據(jù)部分和數(shù)據(jù)存儲接收部分，其特征是測量探頭內(nèi)部裝有微型開關(guān)，新型測斜管外壁固定有磁環(huán)或磁片，測斜儀測量探頭在測斜管中行進(jìn)時，微型開關(guān)在測斜管外壁的磁環(huán)或磁片的磁場條件下自動啟閉，實(shí)現(xiàn)自動采集、記錄、存儲數(shù)據(jù)的功能；數(shù)據(jù)接收器內(nèi)部裝有藍(lán)牙模塊與掌上電腦PDA連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸。本發(fā)明適用于巖土工程中巖土體深層水平位移的批量測量。
文檔編號G08C17/02GK102374857SQ201010248659
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者凌柏平, 夏超群, 蘇俊劍, 龔永康 申請人:中交上海航道勘察設(shè)計研究院有限公司