一种软土分层沉降磁环及沉降监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种软土分层沉降磁环及沉降监测方法。本发明中的沉降磁环主要包括次控制器、电源、干簧管和无线发射接收模块。本发明通过沉降磁环节点交替传输信息，能够使得测量信息在地下复杂环境中不受测量距离的限制，进而实现对软土分层沉降的自动化精确监测。
【专利说明】
一种软土分层沉降磁环及沉降监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及测量领域，具体说是一种软土分层沉降磁环及沉降监测方法。
【背景技术】
[0002]在软土地基上修筑高层建筑、高速公路和高速铁路，由于受到压力作用，软土地基会发生压缩变形，严重时可导致地基沉降。因此，建设前对路基进行准确测量具有重要意义。
[0003]目前，软土分层沉降监测采用的方法主要是:测量前在地下埋入沉降导管和沉降磁环，测量时将内部安装了磁场感应器的测头放入沉降导管，当遇到外磁场作用时，便会接通接收系统，然后将信息传输到地面转换成位移。受限于地下特殊的环境条件，土层下直接传递信息到地面变得异常困难，这导致钢尺沉降仪目前仍然占据软土分层沉降监测的主导地位，阻碍了软土分层沉降自动化监测的发展。
【发明内容】
[0004]针对上述测量信息传递的困难，本发明的目的在于提供一种软土分层沉降磁环及沉降监测方法，实现对软土分层沉降的自动化精确监测。
[0005]本发明的沉降磁环主要包括次控制器、电源、干簧管和无线发射接收模块。所述的电源给沉降磁环内部的元器件供电，作为本设计的一种优选技术方案，所述的次控制器选择超低功耗的MSP430单片机。
[0006]测量软土分层沉降前，在地面打孔并埋设好沉降导管和所述的沉降磁环，例如埋设了沉降磁环Ia、沉降磁环Ib、沉降磁环Ic，沉降磁环内部的MSP430单片机处于超低功耗的睡眠状态。
[0007]测量开始时，电机带动测头在沉降导管中下降，所述的测头内部是一块环形磁铁；当测头下降到沉降磁环Ia附近时，测头内部的环形磁铁触发沉降磁环Ia内部的干簧管动作输出一个变化的脉冲信号，该脉冲信号会激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的无线发射接收模块发射信号给地面的无线接收模块，主控制器接收到信号后采集此刻的拉绳位移传感器电压，并转换为对应的位移量在液晶显示器上显示，当所述的次控制器完成工作后处于休眠状态;测头继续下降，下降到沉降磁环Ib附近时，会触发沉降磁环Ib内部的干簧管动作输出一个脉冲信号，该脉冲信号会激活沉降磁环Ib内部的次控制器立刻工作，控制无线发射接收模块发射信号给沉降磁环Ia内部的无线发射接收模块，该无线发射接收模块会将所述的信号无线发射给地面的接收端，接收端接收到信号后如上述流程转换显示位移；同上述操作，测头下降到沉降磁环Ic附近时，沉降磁环Ic内部的干簧管触发信号会依次传递给沉降磁环lb、沉降磁环la，进而传递到地面转换成位移显示。
[0008]在电机带动测头上升时，再根据上述测量方法测量一次沉降磁环位置，最后取两次测量结果平均值。
[0009]本发明通过节点交替传输信息，能够使得测量信息在地下复杂环境中不受测量距离的限制，进而实现对软土分层沉降的自动化精确监测。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的沉降磁环的测控系统原理框图；
图2是本发明的软土分层沉降监测方法测量示意图；
图3是本发明软土分层沉降监测方法中信息传递流程图；
图4是本发明的机箱测控系统原理框图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图对本发明作进一步描述。
[0012]如图1所示，本发明的沉降磁环主要包括次控制器、电源、干簧管和无线发射接收模块组成。所述的电源给沉降磁环内部的元器件供电，作为本设计的一种优选技术方案，所述的次控制器选择超低功耗的MSP430单片机。
[0013]如图2，3，4所示，测量软土分层沉降前，在地面打孔并埋设好沉降导管2和所述的沉降磁环，例如埋设了沉降磁环la、沉降磁环lb、沉降磁环lc，沉降磁环内部的MSP430单片机处于超低功耗的睡眠状态；
测量开始时，电机4带动测头3在沉降导管2中下降，所述的测头3内部是一块环形磁铁；当测头3下降到沉降磁环Ia附近时，测头3内部的环形磁铁触发沉降磁环Ia内部的干簧管动作输出一个变化的脉冲信号，该脉冲信号会激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的无线发射接收模块发射信号给地面的无线接收模块，主控制器接收到信号后采集此刻的拉绳位移传感器电压，并转换为对应的位移量在液晶显示器上显示，当所述的次控制器完成工作后处于休眠状态;测头3继续下降，下降到沉降磁环Ib附近时，会触发沉降磁环Ib内部的干簧管动作输出一个脉冲信号，该脉冲信号会激活沉降磁环Ib内部的次控制器立刻工作，控制无线发射接收模块发射信号给沉降磁环Ia内部的无线发射接收模块，该无线发射接收模块会将所述的信号无线发射给地面的接收端，接收端接收到信号后如上述流程转换显示位移；同上述操作，测头3下降到沉降磁环Ic附近时，沉降磁环Ic内部的干簧管触发信号会依次传递给沉降磁环lb、沉降磁环la，进而传递到地面转换成位移显示。在电机带动测头上升时，再根据上述测量方法测量一次沉降磁环位置，最后取两次测量结果平均值。
[0014]本发明通过节点交替传输信息，能够使得测量信息在地下复杂环境中不受测量距离的限制，进而实现对软土分层沉降的自动化精确监测。
【主权项】
1.一种软土分层沉降监测方法，其特征在于:所使用的沉降磁环包括次控制器、电源、干簧管和无线发射接收模块，次控制器与无线发射接收模块、电源、干簧管信号连接，电源给次控制器供电； 测量软土分层沉降前，在地面打孔并埋设好沉降导管，在该沉降导管上套至有多个沉降磁环； 测量开始时，电机带动测头在沉降导管中下降，所述的测头内部带有一块环形磁铁；当测头下降到第一个沉降磁环附近时，测头内部的环形磁铁触发沉降磁环内部的干簧管动作输出一个变化的脉冲信号，该脉冲信号会激活所述的次控制器立刻工作，控制所述的无线发射接收模块发射信号给地面的无线接收模块，主控制器接收到信号后采集此刻的拉绳位移传感器电压，并转换为对应的位移量在液晶显示器上显示，当所述的次控制器完成工作后处于休眠状态;测头继续下降，下降到第二个沉降磁环附近时，会触发第二个沉降磁环内部的干簧管动作输出一个脉冲信号，该脉冲信号会激活第二个沉降磁环内部的次控制器立刻工作，控制无线发射接收模块发射信号给第一个沉降磁环内部的无线发射接收模块，第一个沉降磁环内部的无线发射接收模块会将该信号无线发射给地面的接收端，接收端接收到信号后如上述流程转换显示位移；同上述操作，测头下降到沉降第三个磁环附近时，第三个沉降磁环内部的干簧管触发信号会依次传递给第二个沉降磁环、第一个沉降磁环，进而传递到地面接收端转换成位移显示;依次类推，直到最后一个沉降磁环； 在电机带动测头上升时，再根据上述测量方法测量一次沉降磁环位置，最后取两次测量结果平均值。2.根据权利要求1所述的一种软土分层沉降监测方法，其特征在于:所述的沉降磁环有三个、四个或五个。3.根据权利要求1或2所述的一种软土分层沉降监测方法，其特征在于:所述的沉降磁环中次控制器选用MSP430单片机。
【文档编号】E02D1/00GK105926567SQ201610314335
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】禹静, 汪成立, 李东升
【申请人】中国计量大学