一種軟土分層沉降磁環(huán)及沉降監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軟土分層沉降磁環(huán)及沉降監(jiān)測方法。本發(fā)明中的沉降磁環(huán)主要包括次控制器、電源、干簧管和無線發(fā)射接收模塊。本發(fā)明通過沉降磁環(huán)節(jié)點(diǎn)交替?zhèn)鬏斝畔ⅲ軌蚴沟脺y量信息在地下復(fù)雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對軟土分層沉降的自動(dòng)化精確監(jiān)測。
【專利說明】
一種軟土分層沉降磁環(huán)及沉降監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，具體說是一種軟土分層沉降磁環(huán)及沉降監(jiān)測方法。
【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(huì)發(fā)生壓縮變形，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致地基沉降。因此，建設(shè)前對路基進(jìn)行準(zhǔn)確測量具有重要意義。
[0003]目前，軟土分層沉降監(jiān)測采用的方法主要是:測量前在地下埋入沉降導(dǎo)管和沉降磁環(huán)，測量時(shí)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(shí)，便會(huì)接通接收系統(tǒng)，然后將信息傳輸?shù)降孛孓D(zhuǎn)換成位移。受限于地下特殊的環(huán)境條件，土層下直接傳遞信息到地面變得異常困難，這導(dǎo)致鋼尺沉降儀目前仍然占據(jù)軟土分層沉降監(jiān)測的主導(dǎo)地位，阻礙了軟土分層沉降自動(dòng)化監(jiān)測的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述測量信息傳遞的困難，本發(fā)明的目的在于提供一種軟土分層沉降磁環(huán)及沉降監(jiān)測方法，實(shí)現(xiàn)對軟土分層沉降的自動(dòng)化精確監(jiān)測。
[0005]本發(fā)明的沉降磁環(huán)主要包括次控制器、電源、干簧管和無線發(fā)射接收模塊。所述的電源給沉降磁環(huán)內(nèi)部的元器件供電，作為本設(shè)計(jì)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機(jī)。
[0006]測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設(shè)好沉降導(dǎo)管和所述的沉降磁環(huán)，例如埋設(shè)了沉降磁環(huán)Ia、沉降磁環(huán)Ib、沉降磁環(huán)Ic，沉降磁環(huán)內(nèi)部的MSP430單片機(jī)處于超低功耗的睡眠狀態(tài)。
[0007]測量開始時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)測頭在沉降導(dǎo)管中下降，所述的測頭內(nèi)部是一塊環(huán)形磁鐵；當(dāng)測頭下降到沉降磁環(huán)Ia附近時(shí)，測頭內(nèi)部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)Ia內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)變化的脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給地面的無線接收模塊，主控制器接收到信號后采集此刻的拉繩位移傳感器電壓，并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的位移量在液晶顯示器上顯示，當(dāng)所述的次控制器完成工作后處于休眠狀態(tài);測頭繼續(xù)下降，下降到沉降磁環(huán)Ib附近時(shí)，會(huì)觸發(fā)沉降磁環(huán)Ib內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活沉降磁環(huán)Ib內(nèi)部的次控制器立刻工作，控制無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給沉降磁環(huán)Ia內(nèi)部的無線發(fā)射接收模塊，該無線發(fā)射接收模塊會(huì)將所述的信號無線發(fā)射給地面的接收端，接收端接收到信號后如上述流程轉(zhuǎn)換顯示位移；同上述操作，測頭下降到沉降磁環(huán)Ic附近時(shí)，沉降磁環(huán)Ic內(nèi)部的干簧管觸發(fā)信號會(huì)依次傳遞給沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)la，進(jìn)而傳遞到地面轉(zhuǎn)換成位移顯示。
[0008]在電機(jī)帶動(dòng)測頭上升時(shí)，再根據(jù)上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結(jié)果平均值。
[0009]本發(fā)明通過節(jié)點(diǎn)交替?zhèn)鬏斝畔ⅲ軌蚴沟脺y量信息在地下復(fù)雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對軟土分層沉降的自動(dòng)化精確監(jiān)測。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的沉降磁環(huán)的測控系統(tǒng)原理框圖；
圖2是本發(fā)明的軟土分層沉降監(jiān)測方法測量示意圖；
圖3是本發(fā)明軟土分層沉降監(jiān)測方法中信息傳遞流程圖；
圖4是本發(fā)明的機(jī)箱測控系統(tǒng)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的沉降磁環(huán)主要包括次控制器、電源、干簧管和無線發(fā)射接收模塊組成。所述的電源給沉降磁環(huán)內(nèi)部的元器件供電，作為本設(shè)計(jì)的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機(jī)。
[0013]如圖2，3，4所示，測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設(shè)好沉降導(dǎo)管2和所述的沉降磁環(huán)，例如埋設(shè)了沉降磁環(huán)la、沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)lc，沉降磁環(huán)內(nèi)部的MSP430單片機(jī)處于超低功耗的睡眠狀態(tài)；
測量開始時(shí)，電機(jī)4帶動(dòng)測頭3在沉降導(dǎo)管2中下降，所述的測頭3內(nèi)部是一塊環(huán)形磁鐵；當(dāng)測頭3下降到沉降磁環(huán)Ia附近時(shí)，測頭3內(nèi)部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)Ia內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)變化的脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給地面的無線接收模塊，主控制器接收到信號后采集此刻的拉繩位移傳感器電壓，并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的位移量在液晶顯示器上顯示，當(dāng)所述的次控制器完成工作后處于休眠狀態(tài);測頭3繼續(xù)下降，下降到沉降磁環(huán)Ib附近時(shí)，會(huì)觸發(fā)沉降磁環(huán)Ib內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活沉降磁環(huán)Ib內(nèi)部的次控制器立刻工作，控制無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給沉降磁環(huán)Ia內(nèi)部的無線發(fā)射接收模塊，該無線發(fā)射接收模塊會(huì)將所述的信號無線發(fā)射給地面的接收端，接收端接收到信號后如上述流程轉(zhuǎn)換顯示位移；同上述操作，測頭3下降到沉降磁環(huán)Ic附近時(shí)，沉降磁環(huán)Ic內(nèi)部的干簧管觸發(fā)信號會(huì)依次傳遞給沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)la，進(jìn)而傳遞到地面轉(zhuǎn)換成位移顯示。在電機(jī)帶動(dòng)測頭上升時(shí)，再根據(jù)上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結(jié)果平均值。
[0014]本發(fā)明通過節(jié)點(diǎn)交替?zhèn)鬏斝畔ⅲ軌蚴沟脺y量信息在地下復(fù)雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對軟土分層沉降的自動(dòng)化精確監(jiān)測。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟土分層沉降監(jiān)測方法，其特征在于:所使用的沉降磁環(huán)包括次控制器、電源、干簧管和無線發(fā)射接收模塊，次控制器與無線發(fā)射接收模塊、電源、干簧管信號連接，電源給次控制器供電； 測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設(shè)好沉降導(dǎo)管，在該沉降導(dǎo)管上套至有多個(gè)沉降磁環(huán)； 測量開始時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)測頭在沉降導(dǎo)管中下降，所述的測頭內(nèi)部帶有一塊環(huán)形磁鐵；當(dāng)測頭下降到第一個(gè)沉降磁環(huán)附近時(shí)，測頭內(nèi)部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)變化的脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給地面的無線接收模塊，主控制器接收到信號后采集此刻的拉繩位移傳感器電壓，并轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的位移量在液晶顯示器上顯示，當(dāng)所述的次控制器完成工作后處于休眠狀態(tài);測頭繼續(xù)下降，下降到第二個(gè)沉降磁環(huán)附近時(shí)，會(huì)觸發(fā)第二個(gè)沉降磁環(huán)內(nèi)部的干簧管動(dòng)作輸出一個(gè)脈沖信號，該脈沖信號會(huì)激活第二個(gè)沉降磁環(huán)內(nèi)部的次控制器立刻工作，控制無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給第一個(gè)沉降磁環(huán)內(nèi)部的無線發(fā)射接收模塊，第一個(gè)沉降磁環(huán)內(nèi)部的無線發(fā)射接收模塊會(huì)將該信號無線發(fā)射給地面的接收端，接收端接收到信號后如上述流程轉(zhuǎn)換顯示位移；同上述操作，測頭下降到沉降第三個(gè)磁環(huán)附近時(shí)，第三個(gè)沉降磁環(huán)內(nèi)部的干簧管觸發(fā)信號會(huì)依次傳遞給第二個(gè)沉降磁環(huán)、第一個(gè)沉降磁環(huán)，進(jìn)而傳遞到地面接收端轉(zhuǎn)換成位移顯示;依次類推，直到最后一個(gè)沉降磁環(huán)； 在電機(jī)帶動(dòng)測頭上升時(shí)，再根據(jù)上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結(jié)果平均值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土分層沉降監(jiān)測方法，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)有三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種軟土分層沉降監(jiān)測方法，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)中次控制器選用MSP430單片機(jī)。
【文檔編號】E02D1/00GK105926567SQ201610314335
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】禹靜, 汪成立, 李東升
【申請人】中國計(jì)量大學(xué)