專利名稱：智能靜載儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基樁靜荷載試驗(yàn)設(shè)備，具體是涉及一種具有無線通訊功能的智能靜載儀。
背景技術(shù)：
目前工程上絕大多數(shù)基樁靜載試驗(yàn)儀采用的是有線數(shù)據(jù)傳輸方式。采用信號線的連接方式將采集到的位移和壓力數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)上，這種靜載儀在現(xiàn)場安裝和使用上都很不方便。由于建筑場地現(xiàn)場環(huán)境惡劣，傳輸線經(jīng)常出現(xiàn)故障，同時(shí)，天氣因素也增加了工作人員的工作強(qiáng)度。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能靜載儀，智能靜載儀的主機(jī)將采集到的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成射頻信號，采用無線通訊方式，由收發(fā)器接收該射頻信號并提取位移和壓力信息，并發(fā)送到PC機(jī)，這樣，不僅減少了因硬件損壞造成實(shí)驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)，而且可以使工作人員在帳篷內(nèi)監(jiān)控，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為智能靜載儀，包括主機(jī)和收發(fā)器，其特征在于主機(jī)，內(nèi)部設(shè)有主機(jī)主控板和電源模塊，所述主機(jī)主控板集成主機(jī)CPU單元、主機(jī)射頻單元、位移傳感器信號采集單元和壓力傳感器信號采集單元；所述電源模塊包括保險(xiǎn)絲、變壓器、開關(guān)電源和固態(tài)繼電器；收發(fā)器，內(nèi)部設(shè)有收發(fā)器主控板，所述收發(fā)器主控板集成收發(fā)器CPU單元、USB通訊單元和收發(fā)器射頻單元。所述主機(jī)內(nèi)部設(shè)有消除電磁干擾擋板。所述主機(jī)的外部設(shè)有位移傳感器接口和壓力傳感器接口，所述位移傳感器接口連接主機(jī)主控板的位移傳感器信號采集單元，所述壓力傳感器接口連接主機(jī)主控板的壓力傳感器信號采集單元。所述主機(jī)的外部設(shè)有主機(jī)天線接口，所述主機(jī)天線接口連接主機(jī)主控板的主機(jī)射頻單元。所述主機(jī)的外部設(shè)有380V電源輸入接口和380V電壓輸出接口，所述380V電源輸入接口連接電源模塊的保險(xiǎn)絲和固態(tài)繼電器，所述380V電壓輸出接口連接電源模塊的固態(tài)繼電器。所述收發(fā)器的外部設(shè)有USB插座，所述USB插座連接收發(fā)器主控板的USB通訊單元。所述收發(fā)器的外部設(shè)有收發(fā)器天線接口，所述收發(fā)器天線接口連接收發(fā)器主控板的收發(fā)器射頻單元。較為完善的是，所述主機(jī)的外部還設(shè)有接地保護(hù)接線柱、保險(xiǎn)絲盒、電源指示燈、主機(jī)信號指示燈和主機(jī)開關(guān)；所述收發(fā)器的外部還設(shè)有收發(fā)器信號指示燈。位移傳感器和壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線連接到主機(jī)的相應(yīng)接口，主機(jī)主控板采集位移傳感器和壓力傳感器數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，轉(zhuǎn)換成射頻信號，由主機(jī)天線發(fā)射出去。收發(fā)器接收主機(jī)發(fā)射的射頻信號，將射頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過USB數(shù)據(jù)線傳輸?shù)?PC機(jī)，再由PC機(jī)對位移數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，生成反應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況的工程圖形和數(shù)據(jù)列表。本實(shí)用新型智能靜載儀與現(xiàn)有設(shè)備相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、體積小，集成度高，便于攜帶和使用。本實(shí)用新型智能靜載儀采用單片機(jī)作為主控芯片，數(shù)據(jù)采集和傳輸均使用數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)，大大減小了產(chǎn)品功能體積。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)一體機(jī)的設(shè)計(jì)思路，有效減小了儀器本身的重量，便于操作人員的攜帶和使用。2、嵌入式無線傳輸，降低故障率，并可遠(yuǎn)程監(jiān)控，改善檢測環(huán)境。在數(shù)據(jù)通訊方面，本實(shí)用新型智能靜載儀設(shè)計(jì)了無線通訊方式，大幅度降低了因?qū)Ь€問題而出現(xiàn)的技術(shù)故障，同時(shí)由于突破了導(dǎo)線連接帶來的使用瓶頸，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控， 使用人員可以方便的在工房中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)監(jiān)控，減小了現(xiàn)場安裝儀器和實(shí)驗(yàn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，改善了施工人員的工作環(huán)境。3、引入虛擬機(jī)概念設(shè)計(jì)，提高設(shè)備利用率，降低產(chǎn)品成本。產(chǎn)品引入虛擬機(jī)的概念，下位機(jī)不僅可用于地基基礎(chǔ)承載力檢測，也可用于任何有關(guān)位移、速度和壓力的檢測場合。推廣使用后，不僅在基樁測試方面有巨大的應(yīng)用價(jià)值， 在其它檢測方面也同樣具有重要應(yīng)用前景，提高了設(shè)備利用率，降低了產(chǎn)品成本。

圖1為本實(shí)用新型智能靜載儀的主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型智能靜載儀的主機(jī)另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型智能靜載儀的收發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型智能靜載儀的主機(jī)主控板電路示意框圖。圖5為本實(shí)用新型智能靜載儀的收發(fā)器主控板電路示意框圖。圖1-5中，1-主機(jī)，2-收發(fā)器，3-主機(jī)主控板，4_電源模塊，5_主機(jī)CPU單元，6_主機(jī)射頻單元，7-位移傳感器信號采集單元，8-壓力傳感器信號采集單元，9-保險(xiǎn)絲，10-變壓器，11-開關(guān)電源，12-固態(tài)繼電器，13-收發(fā)器主控板，14-收發(fā)器CPU單元，15-USB通訊單元，16-收發(fā)器射頻單元，17-消除電磁干擾擋板，18-位移傳感器接口，19-壓力傳感器接口，20-主機(jī)天線接口，21-380V電源輸入接口，22-380V電壓輸出接口，23-USB插座，24-收發(fā)器天線接口，25-接地保護(hù)接線柱，26-保險(xiǎn)絲盒，27-電源指示燈，28-主機(jī)信號指示燈， 29-主機(jī)開關(guān)，30-收發(fā)器信號指示燈。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，
以下結(jié)合附圖對實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1和圖2所示，智能靜載儀，主機(jī)1外部包括10個(gè)位移傳感器接口 18，1個(gè)壓力傳感器接口 19，1個(gè)主機(jī)天線接口 20，1個(gè)電源指示燈27，1個(gè)主機(jī)信號指示燈28，1個(gè)主
4機(jī)開關(guān)四，1個(gè)380V電源輸入接口 21，1個(gè)380V電壓輸出接口 22，1個(gè)保險(xiǎn)絲盒沈和1個(gè)接地保護(hù)接線柱沈；主機(jī)1內(nèi)部包括消除電磁干擾擋板17，開關(guān)電源11，固態(tài)繼電器12和變壓器10。智能靜載儀，設(shè)有10個(gè)位移傳感器接口 18，可以同時(shí)連接10個(gè)位移傳感器，實(shí)現(xiàn)多達(dá)10個(gè)通道的位移數(shù)據(jù)采集，提高了產(chǎn)品的利用率；主機(jī)天線接口 20，用于連接天線， 實(shí)現(xiàn)無線通訊功能；電源指示燈27，用于主機(jī)通電狀態(tài)的顯示；主機(jī)信號指示燈觀，用于無線通訊信號指示；380V電源輸入接口 21用于工業(yè)用電的連接口，提供主機(jī)供電；380V電壓輸出接口 22連接油泵電機(jī)，作為油泵電機(jī)的供電電源使用；壓力傳感器接口 19，用于油泵的壓力監(jiān)控；保險(xiǎn)絲盒內(nèi)安裝了保護(hù)電流為IA的保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流過大時(shí)對主機(jī)起到保護(hù)作用。由于射頻信號很容易受到其他高壓電電磁信號的干擾，在主機(jī)1內(nèi)，設(shè)計(jì)了消除電磁干擾擋板17，保證了射頻信號的完整性。另外，主機(jī)1內(nèi)部的消除電磁干擾擋板17、開關(guān)電源11、變壓器10和固態(tài)繼電器12均采用限位柱將其在主機(jī)內(nèi)限位固定。如圖3所示，收發(fā)器2包括收發(fā)器主控板13、1個(gè)用于無線通訊信號指示的收發(fā)器信號指示燈30、1個(gè)用于連接天線，實(shí)現(xiàn)無線通訊功能的收發(fā)器天線接口 M、1個(gè)連接至收發(fā)器主控板，是收發(fā)器和PC機(jī)的連接紐帶的USB插座23。如圖4所示，本實(shí)用新型智能靜載儀，主機(jī)1設(shè)有主機(jī)主控板3和電源模塊4，主機(jī)主控板3集成主機(jī)CPU單元5、主機(jī)射頻單元6、位移傳感器信號采集單元7和壓力傳感器信號采集單元8 ；電源模塊4包括保險(xiǎn)絲9、變壓器10、開關(guān)電源11和固態(tài)繼電器12。智能靜載儀的主機(jī)1采用380V工業(yè)用電作為工作電源，由開關(guān)電源11和變壓器 10將380V交流電轉(zhuǎn)換成15V直流電，提供主機(jī)主控板3的工作電源，主機(jī)主控板3由主機(jī) CPU單元5處理射頻通訊和信號采集工作，通過對主機(jī)CPU單元5編程來實(shí)現(xiàn)射頻信號的接收和發(fā)送，并對與主機(jī)相連接的壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采集。主機(jī)CPU 單元5通過對10個(gè)位移傳感器接口 18進(jìn)行掃描分析，得到位移傳感器數(shù)據(jù)信號并記錄，由主機(jī)射頻單元6將該記錄的數(shù)字信號轉(zhuǎn)成射頻信號發(fā)送給收發(fā)器，以及等待接收收發(fā)器發(fā)來的操作命令。如圖5所示，收發(fā)器2設(shè)有收發(fā)器主控板13，收發(fā)器主控板13集成收發(fā)器CPU單元14、USB通訊單元15和收發(fā)器射頻單元16。本實(shí)用新型智能靜載儀，收發(fā)器2采用USB供電方式工作，由USB數(shù)據(jù)線連接至PC 機(jī)。收發(fā)器2由收發(fā)器射頻單元16接收來自主機(jī)1發(fā)來的射頻信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 由收發(fā)器CPU單元14進(jìn)行分析處理后，經(jīng)由USB通訊單元15采用USB通訊方式發(fā)送給PC 機(jī)，PC機(jī)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。同時(shí)，PC機(jī)也通過USB通訊方式將帶有操作命令的數(shù)據(jù)發(fā)送給收發(fā)器2，收發(fā)器將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行重新處理后由收發(fā)器射頻單元16將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成射頻信號發(fā)送給主機(jī)1。另外，通過對PC機(jī)的操作，可以完成對380V電壓輸出方式進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整380V輸出時(shí)間，控制與智能靜載儀連接的油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。將設(shè)置好的380V電壓輸出方式參數(shù)通過USB數(shù)據(jù)線發(fā)送到收發(fā)器，收發(fā)器主控板將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為射頻信號，經(jīng)收發(fā)器天線發(fā)射出去，主機(jī)天線接收該射頻信號，經(jīng)主機(jī)主控板將該射頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，從而完成對固態(tài)繼電器的控制，實(shí)現(xiàn)380V電壓輸出。
權(quán)利要求1.智能靜載儀，包括主機(jī)和收發(fā)器，其特征在于，主機(jī)，內(nèi)部設(shè)有主機(jī)主控板和電源模塊，所述主機(jī)主控板集成主機(jī)CPU單元、主機(jī)射頻單元、位移傳感器信號采集單元和壓力傳感器信號采集單元；所述電源模塊包括保險(xiǎn)絲、變壓器、開關(guān)電源和固態(tài)繼電器；收發(fā)器，內(nèi)部設(shè)有收發(fā)器主控板，所述收發(fā)器主控板集成收發(fā)器CPU單元、USB通訊單元和收發(fā)器射頻單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述主機(jī)內(nèi)部設(shè)有消除電磁干擾擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述主機(jī)的外部設(shè)有位移傳感器接口和壓力傳感器接口，所述位移傳感器接口連接主機(jī)主控板的位移傳感器信號采集單元，所述壓力傳感器接口連接主機(jī)主控板的壓力傳感器信號采集單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述主機(jī)的外部設(shè)有主機(jī)天線接口，所述主機(jī)天線接口連接主機(jī)主控板的主機(jī)射頻單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述主機(jī)的外部設(shè)有380V電源輸入接口和380V電壓輸出接口，所述380V電源輸入接口連接電源模塊的保險(xiǎn)絲和固態(tài)繼電器，所述380V電壓輸出接口連接電源模塊的固態(tài)繼電器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述收發(fā)器的外部設(shè)有USB插座， 所述USB插座連接收發(fā)器主控板的USB通訊單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能靜載儀，其特征在于，所述收發(fā)器的外部設(shè)有收發(fā)器天線接口，所述收發(fā)器天線接口連接收發(fā)器主控板的收發(fā)器射頻單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)所述的智能靜載儀，其特征在于，所述主機(jī)的外部還設(shè)有接地保護(hù)接線柱、保險(xiǎn)絲盒、電源指示燈、主機(jī)信號指示燈和主機(jī)開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)所述的智能靜載儀，其特征在于，所述收發(fā)器的外部還設(shè)有收發(fā)器信號指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基樁靜荷載試驗(yàn)設(shè)備，具體是涉及一種具有無線通訊功能的智能靜載儀。包括主機(jī)和收發(fā)器，主機(jī)內(nèi)部設(shè)有主機(jī)主控板和電源模塊，主機(jī)主控板集成主機(jī)CPU單元、主機(jī)射頻單元、位移傳感器信號采集單元和壓力傳感器信號采集單元，電源模塊包括保險(xiǎn)絲、變壓器、開關(guān)電源和固態(tài)繼電器；收發(fā)器內(nèi)部設(shè)有收發(fā)器主控板，收發(fā)器主控板集成收發(fā)器CPU單元、USB通訊單元和收發(fā)器射頻單元。智能靜載儀主機(jī)將采集到的位移和壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成射頻信號，采用無線通訊方式，由收發(fā)器接收該射頻信號并提取位移和壓力信息，發(fā)送到PC機(jī)，不僅減少了因硬件損壞造成實(shí)驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)，而且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率。
文檔編號G01N3/00GK201965053SQ20112005592
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者常月, 廖旭濤, 曹光暄 申請人:安徽省建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)院