專利名稱：滑動式智能測斜儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種在巖土工程諸如高邊坡、高填方、深基坑、軟基、地下廠房等項目的巖土體內部傾斜變形測量中使用的滑動式智能測斜儀，屬于機電、計算機應用技術領域。
背景技術：
在巖土工程高邊坡、高填方、深基坑、軟基、地下廠房等項目中，地基或圍巖土體內部會因為上部荷載作用發(fā)生傾斜變形或側向變形，為能及時掌握傾斜變形動態(tài)保證工程安全，一般要進行傾斜變形或側向變形動態(tài)監(jiān)測工作。
測斜的基本原理是，測量探頭伸入到預置的測孔深部，自下而上定點測量固定區(qū)段的傾角變化，根據區(qū)段長度計算水平方向的位移變化，自下而上累計得到孔口位置的總水平位移，如圖2所示。
目前采用的常規(guī)方法是，探頭連接在電纜上，人工提拉電纜帶動探頭自下而上定位測量。人工方法測量有勞動強度大、探頭定位誤差、電纜絞繞等缺點。尤其對于大于50m的深孔，電纜加探頭總體質量增大，會產生更大的定位誤差，另外，由于電纜長，人工提拉電纜會產生更嚴重的絞繞現象，容易造成電纜線中的信號導線破損以至短路，造成系統(tǒng)損壞無法測量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種可有效克服現有技術存在的人力勞動強度大、信號傳輸電纜易絞繞、測量誤差大等缺陷的滑動式智能測斜儀。
本發(fā)明的技術解決方案其結構由接收、數據處理控制器、繞線機、數據采集、發(fā)射控制器三(二)部分組成，其中接收、數據處理控制器中的測量控制器通過控制線與繞線機中的控制面板相接，繞線機中的信號電纜通過長度計量計與測量、數據采集、發(fā)射控制器中的測量探頭相接，數據采集、發(fā)射控制器中的數據采集發(fā)射器通過無線發(fā)射給程序控制單元部分中的數據無線接收器。
本發(fā)明的優(yōu)點具有自動實現探頭提升、定點、測量、記錄過程功能；與現有技術相比，具有節(jié)省人力，提高效率、定位準確、數據穩(wěn)定、精度高、測量速度快、操作過程簡單、電纜線中的信號導線無絞繞、磨損程度低等特點。另外，儀器體積小、質量輕，可以實現單人搬運、安裝、攜帶、測量。


附圖1滑動式智能測斜儀的結構示意圖。附圖2現有技術原理圖.
附圖3是數據采集發(fā)射器中的采集電路圖。
附圖4是數據采集發(fā)射器中的控制器電路圖。
附圖5是數據采集發(fā)射器中的電源監(jiān)測電路圖。
附圖6是數據采集發(fā)射器中的振蕩電路圖。
附圖7是數據采集發(fā)射器中的電源變換電路圖。
附圖8是數據采集發(fā)射器中的調液晶顯示亮度電路圖。
附圖9是數據采集發(fā)射器中的數據采集發(fā)射器電路圖附圖10是接收與數據處理控制器中的控制電路圖。
附圖11是接收、數據處理控制器中的電源控制電路圖附圖12是接收、數據處理控制器中的數據無線接收器電路圖附圖13是接收、數據處理控制器中的計算機接口電路圖附圖14是接收、數據處理控制器中的穩(wěn)壓電路圖附圖15是接收、數據處理控制器中的健盤接口圖附圖16是接收、數據處理控制器中的控制電機正、反接口圖附圖17是接收、數據處理控制器中的光電隔離接口圖附圖18是接收、數據處理控制器中的非易存貯器電路圖附圖19是接收、數據處理控制器中的顯示器端口圖附圖19是接收、數據處理控制器中的穩(wěn)壓電路圖附圖20時鐘電路圖。
附圖中的I是接收、數據處理控制器、II是繞線機、III是數據采集、發(fā)射控制器、1是測量控制器、2是數據無線接收器、3是數據存儲器、4是控制線、5是控制面板、6是驅動電機、7是傳動帶、8是繞線盤、9是信號電纜、10是長度計量計、11是蓄電池、12是測量探頭、13是數據采集發(fā)射器。14是地心垂線、Δ是位移量、Δi是每次測得的位移量；Δ＝∑Δi＝1·sin αi、αi是角度。
具體實施例方式
對照附圖，其結構由接收、數據處理控制器，繞線機，數據采集、發(fā)射控制器三部分組成，其中接收、數據處理控制器中的測量控制器1通過控制線4與繞線機中的控制面板5相接，繞線機中的信號電纜9通過長度計量計10與數據采集、發(fā)射控制器中的測量探頭12相接，數據采集、發(fā)射控制器中的數據采集發(fā)射器13通過無線發(fā)射給接收、數據處理控制器中的數據無線接收器2。
所述的接收、數據處理控制器包括測量控制器1、數據無線接收器2、數據存儲器3。
所述的繞線機包括控制線4、控制面板5、驅動電機6、傳動帶7、繞線盤8、信號電纜9、長度計量計10、蓄電池11。其中驅動電機6通過傳動帶7與繞線盤8相接，信號電纜9繞在繞線盤8上，信號電纜9的一頭與長度計量計10、測量探頭12串接；信號電纜9的另一頭接數據采集發(fā)射器13，控制線4與驅動電機6相接。
所述的數據采集、發(fā)射控制器包括測量探頭12、數據采集發(fā)射器13，它們間通過信號電纜9相接。
工作時，繞線機分電動與自動，用電機帶動繞線機卷動電纜即電動方式，也可以直接手動轉盤即手動方式。使用手動時要把輪盤軸上的銷子拔起來旋轉90度，電機就脫開來，手動有效；使用電動時，把銷子轉回90度使其復位，電機就連接上，電動有效。
數據采集發(fā)射器13提供測量探頭12工作電源，并把斜度信號轉換成數字量，然后用無線電信號發(fā)射出來，數據采集發(fā)射器13使用9V電池。數據采集發(fā)射器13上有一個天線，使用時要拽出合適的長度，并將其支撐在專用的支架上。
接收、數據處理控制器的信號輸出端通過控制線4與驅動電機6相接。根據接收、數據處理控制器設定的長度，控制信號電纜9自動上升、停止、測量。
長度測量計10在信號電纜9上每隔固定長度設定標識，長度計量通過標識檢測傳感器控制，當檢測到標識時，控制系統(tǒng)發(fā)出停止提升的指令，暫停規(guī)定間隔時間后繼續(xù)提升。
在長度測量計10與測量探頭12間設自動限位開關在繞線機的入口處，有一個開有半圓孔的彈性鋼片，孔的大小允許信號電纜9通過，但是測量探頭12無法通過。當測量探頭12向上頂住彈性鋼片時，行程開關動作，電機停止向上轉動，所有向上的控制信號失效。這時電機可以向下運動，當探頭4脫離彈性鋼片時，會恢復向上的控制。
數據采集發(fā)射器13是采用雙積分A/D轉換器，將電信號轉換為數字信號成串行數據信號，用頻率為433MHz發(fā)射給接收器11。
數據無線接收器2用fsk解調器，解調由數據采集發(fā)射器13發(fā)來的串行數據信號，接收、數據處理控制器中的單片機存儲、處理后送數據存貯結構計算機數據處理。
測量得到的數據存貯在數據存貯器內，可以有80組，編號為00～79，每組100個數據。如果要存貯正向和反向測量數據，則序號小的一組為正測，相鄰的大序號的那組為反測數據。如果要進一步對數據進行分析，就要使用數據接口通過RS-232把數據傳送到計算機做進一步分析。數據存貯結構計算機數據處理軟件可以把數據直接賦值給EXCEL表格。
具體測量可采用自動測量模式和手動測量模式，其中自動測量模式用控制電纜把接收、數據處理控制器和繞線機連接好，在接收、數據處理控制器的控制下，探頭按照設定自動上升一個高度，測量一次。如此反復進行，直到探頭完全升上來接觸到限位開關后自動停止。手動測量模式可以采用電動或手動方式提升電纜，當達到預定高度時，保持這個高度不變，按動自動按鈕，就可以記錄1個數據了。每按動一次手動，測斜儀記錄一個數據，當記錄夠100個數據或按動清零鍵時，本測點的數據完成，點位自動加1。
用數據傳送電纜把連接程控器的數據接口和計算機的串口；用“點位加”或“點位減”選定點位，每按動一次該點位的深度顯示會增加一個步進，直到查看100個點，點位自動加1。
權利要求
1.滑動式智能測斜儀，其特征是由接收、數據處理控制器，繞線機，數據采集、發(fā)射控制器三部分組成，其中接收、數據處理控制器中的測量控制器通過控制線與繞線機中的控制面板相接，繞線機中的信號電纜通過長度計量計與數據采集、發(fā)射控制器中的測量探頭相接，數據采集、發(fā)射控制器中的數據采集發(fā)射器通過無線發(fā)射給接收、數據處理控制器中的數據無線接收器。
2.根據權利要求1所述的滑動式智能測斜儀，其特征是所述的接收、數據處理控制器包括測量控制器、數據無線接收器、數據存儲器。
3.根據權利要求1所述的滑動式智能測斜儀，其特征是所述的繞線機包括控制線、控制面板、驅動電機、傳動帶、繞線盤、信號電纜、長度計量計、蓄電池，其中驅動電機通過傳動帶與繞線盤相接，信號電纜繞在繞線盤上，信號電纜的一頭與長度計量計、測量探頭串接；信號電纜的另一頭接數據采集發(fā)射器，控制線與驅動電機相接。
4.根據權利要求1所述的滑動式智能測斜儀，其特征是所述的數據采集、發(fā)射控制器包括測量探頭、數據采集發(fā)射器，它們間通過信號電纜相接。
全文摘要
本發(fā)明是滑動式智能測斜儀，其特征是由接收、數據處理控制器，繞線機，數據采集、發(fā)射控制器三部分組成，其中接收、數據處理控制器中的測量控制器通過控制線與繞線機中的控制面板相接，繞線機中的信號電纜通過長度計量計與數據采集、發(fā)射控制器中的測量探頭相接，數據采集、發(fā)射控制器中的數據采集發(fā)射器通過無線發(fā)射給接收、數據處理控制器中的數據無線接收器。本發(fā)明優(yōu)點具有自動實現探頭提升、定點、測量、記錄過程功能；具有節(jié)省人力，提高效率、定位準確、數據穩(wěn)定、精度高、測量速度快、操作過程簡單、信號電纜無絞繞、磨損程度低等特點。另外儀器體積小、質量輕，可以實現單人搬運、安裝、測量的目標。測斜監(jiān)測儀被廣發(fā)應用于高邊坡、高填方、深基坑、軟基、地下廠房等巖土工程項目中。
文檔編號G08C17/02GK1831475SQ20061003948
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權日2006年4月13日
發(fā)明者李國維, 李臨生 申請人:河海大學