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)點交替?zhèn)鬏斝畔?，能夠使得測量信息在地下復雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進而實現(xiàn)對軟土分層沉降的自動化精確監(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
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及測量領域，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】
[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，嚴重時可導致地基沉降。因此，建設前對路基進行準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管和沉降磁環(huán)，測量時將內部安裝了磁場感應器的測頭放入沉降導管，當遇到外磁場作用時，便會接通接收系統(tǒng)，然后將信息傳輸到地面轉換成位移。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，這導致鋼尺沉降儀目前仍然占據軟土分層沉降監(jiān)測的主導地位，阻礙了軟土分層沉降自動化監(jiān)測的發(fā)展。

【發(fā)明內容】

[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，實現(xiàn)對軟土分層沉降的自動化精確監(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)內部的元器件供電，作為本設計的一種優(yōu)選技術方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機。
[0006]測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設好沉降導管和所述的沉降磁環(huán)，例如埋設了沉降磁環(huán)Ia、沉降磁環(huán)Ib、沉降磁環(huán)Ic，沉降磁環(huán)內部的MSP430單片機處于超低功耗的睡眠狀態(tài)。
[0007]測量開始時，電機帶動測頭在沉降導管中下降，所述的測頭內部是一塊環(huán)形磁鐵；當測頭下降到沉降磁環(huán)Ia附近時，測頭內部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)Ia內部的干簧管動作輸出一個變化的脈沖信號，該脈沖信號會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，并轉換為對應的位移量在液晶顯示器上顯示，當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，會觸發(fā)沉降磁環(huán)Ib內部的干簧管動作輸出一個脈沖信號，該脈沖信號會激活沉降磁環(huán)Ib內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內部的無線發(fā)射接收模塊，該無線發(fā)射接收模塊會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換顯示位移；同上述操作，測頭下降到沉降磁環(huán)Ic附近時，沉降磁環(huán)Ic內部的干簧管觸發(fā)信號會依次傳遞給沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)la，進而傳遞到地面轉換成位移顯示。
[0008]在電機帶動測頭上升時，再根據上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結果平均值。
[0009]本發(fā)明通過節(jié)點交替?zhèn)鬏斝畔?，能夠使得測量信息在地下復雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進而實現(xiàn)對軟土分層沉降的自動化精確監(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)明的機箱測控系統(tǒng)原理框圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[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)內部的元器件供電，作為本設計的一種優(yōu)選技術方案，所述的次控制器選擇超低功耗的MSP430單片機。
[0013]如圖2，3，4所示，測量軟土分層沉降前，在地面打孔并埋設好沉降導管2和所述的沉降磁環(huán)，例如埋設了沉降磁環(huán)la、沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)lc，沉降磁環(huán)內部的MSP430單片機處于超低功耗的睡眠狀態(tài)；
測量開始時，電機4帶動測頭3在沉降導管2中下降，所述的測頭3內部是一塊環(huán)形磁鐵；當測頭3下降到沉降磁環(huán)Ia附近時，測頭3內部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)Ia內部的干簧管動作輸出一個變化的脈沖信號，該脈沖信號會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，并轉換為對應的位移量在液晶顯示器上顯示，當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，會觸發(fā)沉降磁環(huán)Ib內部的干簧管動作輸出一個脈沖信號，該脈沖信號會激活沉降磁環(huán)Ib內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內部的無線發(fā)射接收模塊，該無線發(fā)射接收模塊會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，沉降磁環(huán)Ic內部的干簧管觸發(fā)信號會依次傳遞給沉降磁環(huán)lb、沉降磁環(huán)la，進而傳遞到地面轉換成位移顯示。在電機帶動測頭上升時，再根據上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結果平均值。
[0014]本發(fā)明通過節(jié)點交替?zhèn)鬏斝畔?，能夠使得測量信息在地下復雜環(huán)境中不受測量距離的限制，進而實現(xiàn)對軟土分層沉降的自動化精確監(jiān)測。
【主權項】
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，在地面打孔并埋設好沉降導管，在該沉降導管上套至有多個沉降磁環(huán)； 測量開始時，電機帶動測頭在沉降導管中下降，所述的測頭內部帶有一塊環(huán)形磁鐵；當測頭下降到第一個沉降磁環(huán)附近時，測頭內部的環(huán)形磁鐵觸發(fā)沉降磁環(huán)內部的干簧管動作輸出一個變化的脈沖信號，該脈沖信號會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，并轉換為對應的位移量在液晶顯示器上顯示，當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，下降到第二個沉降磁環(huán)附近時，會觸發(fā)第二個沉降磁環(huán)內部的干簧管動作輸出一個脈沖信號，該脈沖信號會激活第二個沉降磁環(huán)內部的次控制器立刻工作，控制無線發(fā)射接收模塊發(fā)射信號給第一個沉降磁環(huán)內部的無線發(fā)射接收模塊，第一個沉降磁環(huán)內部的無線發(fā)射接收模塊會將該信號無線發(fā)射給地面的接收端，接收端接收到信號后如上述流程轉換顯示位移；同上述操作，測頭下降到沉降第三個磁環(huán)附近時，第三個沉降磁環(huán)內部的干簧管觸發(fā)信號會依次傳遞給第二個沉降磁環(huán)、第一個沉降磁環(huán)，進而傳遞到地面接收端轉換成位移顯示;依次類推，直到最后一個沉降磁環(huán)； 在電機帶動測頭上升時，再根據上述測量方法測量一次沉降磁環(huán)位置，最后取兩次測量結果平均值。2.根據權利要求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、四個或五個。3.根據權利要求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。
【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】中國計量大學