专利名称：化学灌浆压水监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到化学灌浆设备领域，特指一种化学灌桨压水监测仪，主要适用于 水电(大坝、堤防、水库、电站)、交通(公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场)、建筑(地 上、地下、人防)、采矿(采油、采煤)等工程建设中的化学灌浆领域。
背景技术：
随着水利资源的开发，理想的坝址越来越少，在复杂的地基上修建的大坝越来越多，在 大坝或者岩体加固等方面， 一般采用的施工措施是水泥灌浆。但是在裂隙较小的岩石、孔隙
小的土层及有地下水活动的地层，特别对基岩构造破碎带及其交汇区等，固定灌浆根本就达 不到标准，由于化学灌浆的浆液是真溶液，比起目前市场用量最大而属悬浊液的水泥灌浆的 浆液,其更易渗透到细微岩土或混凝土裂隙之中。在解决水工建筑物复杂基地的防渗、堵漏及 补强加固等方面，化学灌浆有着不可或缺作用。随着电子科学技术及计算机技术的发展，化 学灌浆压水监测仪逐渐被引入到化学灌桨领域，并将完全取代原有的手工记录模式。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种 结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、操作简便、控制精度高的化学灌浆压水监测仪。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的解决方案为 一种化学灌浆压水监测系统，其 特征在于它包括中央控制单元、用来存储控制程序和各种监测参数的内存和程序存储单元、 显示单元、数据采集单元、数据存储单元以及用來给以上各部件供电的电源单元，所述中央 控制单元通过显示接口单元与显示单元相连，数据釆集单元包括信号隔离单元和传感器信号 输入单元，数据采集单元通过AD转换单元与中央控制单元相连，存储用户资料的数据存储 单元与中央控制单元相连。
所述中央控制单元通过键盘扫描单元与键盘单元相连，中央控制单元通过串口单元与打 印机单元相连。
所述中央控制单元与一 USB单元相连。 所述中央控制单元与一下载调试单元相连。 与现有技术相比，本实用新型的优点就在于
1、本实用新型的化学灌浆压水监测仪，具有多个操作显示画而，显示清晰、信息量大， 用户无需专业培训就可以方便地操作使用仪器。
32、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，仪器采用嵌入式处理器，是理想的工业用仪器。 采用飞利浦32位工业专用嵌入式处理器,强大的讣算处理能力能轻松应对各种复杂的作业要 求；采用工业级12位高精度低零漂AD转换芯片，并且转换速度极快，使得计量准确
3、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，配置内置针式打印机，实时记录数据，使得仪器 记录的各项数据客观真实；内置微型针式打印机，手动打印数据、曲线，自动定时打印数据， 可以满足用户现场打印的需求。
4、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，采用夏普5.7吋26万色TFT工业用真彩LCD 显示屏，画面清晰、色彩绚丽、宽视角LCD，对比度高，即使在强烈太阳光下高清晰无反光。
5、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，可对灌浆过程中钻孔冲洗、建议压水、单点法压 水、五点法压水、化学灌浆等灌浆工艺进行监测、记录。
6、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，化学灌浆有单液法和双液法单液法是将两种浆 液分别在灌浆泵灌注前先混合好，再进行灌注的灌浆方法；双液法是两种浆液组分别在灌浆 泵送至灌浆孔口或孔内后，再混合进入地层的灌浆方法。7、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，所监测的各种数据能够自动生成曲线，如P-Q(压 力-流量)曲线，P-V曲线，密度数据曲线等，操作简单方便；
8、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，强大的数据存储功能，仪器自带海量存储芯片， 最大可配置为1G，解决数据记录大容量存储的要求；强火的数据交换能力,仪器可通U盘等 存储设备对数据进行导出，转移到PC，对数据进行更加深入的处理，完成后续的资料整理及 灌浆压水原始数据的调取打印等。
9、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，灵活的配置方式，根据用户的不同需要，仪器可 配置材料、浆液配比、灌浆设备等。
10、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，完善的仪器自检功能，可自动对仪器的各设定 参数进行自动检验，如参数错误会自动提示，防止工作人员操作失误。
11、 本实用新型的化学灌浆压水监测仪，全新输入法，操作方便，支持汉字拼音输入， 数字、英文、特殊符号、上下标等选输入，采用国际标准编码，解决特殊单位及汉字位号的 输入问题。汉字位号、单位自定义组合输入。
图1是本实用新型的框架结构示意图； 图2是本实用新型的原理层次示意图； 图3是本实用新型中央控制单元的电路原理示意图；图4是本实用新型中内存和程序存储单元的电路原理示意图5是本实用新型中显示接口单元的电路原理示意图6是本实用新型中AD采集单元的电路原理示意图7是本实用新型中数据存储单元的电路原理示意图8足本实用新型中USB接口单元的电路原理示意图9是本实用新型中打印单元的电路原理示意图IO是本实用新型中时钟复位单元的电路原理试图11是本实用新型中下载调试单元的电路原理示意图-,
图12是本实用新型中直流供电单元的电路原理示意图。
图例说明
I、 中央控制单元 3、显示单元
5、数据存储单元 7、打印机单元 9、下载调试单元
II、 显示接口单元 13、 AD转换单元 15、键盘扫描单元 17、基准电压单元
2、内存和程序存储单元 4、数据采集单元 6、 USB单元 8、键盘单元 10、电源
12、信号隔离单元 14、传感器信号输入甲-元 16、打印机串口单元 18、内存卡
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型的化学灌浆压水监测系统，它包括中央控制单元l、用 来存储控制程序和各种监测参数的内存和程序存储单元2、显示单元3、数据采集单元4、数 据存储单元5、 USB单元6、打印机单元7、键盘单元8、下载调试单元9和用来给以上各部 件供电的电源单元10。其中，中央控制单元1通过显示接口单元11与显示单元3相连，数 据采集单元4包括信号隔离单元12和传感器信号输入单元14通过AD转换单元13与中央 控制单元l相连，存储用户资料的数据存储单元5 、 USB单元6、下载调试单元9均与中央 控制单元1相连，中央控制单元1通过键盘扫描单元15与键盘单元8相连，中央控制单元1 通过串口单元16与打印机单元7相连。
如图3所示，在本实施例中中央控制单元1采用Ul LPC2200， Yl、 Cxl、 Cx2、 R58为 中央控制单元l的时钟源，经中央控制单元l内锁相环倍频后升至44M，作为系统运行主频。Cl至C14为电源退耦电容。中央控制单元1通过各网络端口号与其它电路单元相连。分析、 运算以及处理灌浆过程中采集的数据并通过网络端口传给显示单元。
如图4所示，为本实施例中内存和程序存储单元2的电路，U6、 U7 IS61LV51216为 PSRAM， U8 SST39VF160为NOR FLASH,其中U8是程序存储芯片，用于存储程序代码， 生产时由专用固化工具将程序一次烧录，U6， U7为高速内存颗粒，用于程序运行时，完成 数据交换。
如图5所示，为本实施例中显示单元3的电路，74AC38完成地址译码实现对显示单元 3的片选，中央控制器单元1通过JP3显示接口单元11对显示器读写地址和数据。
如图6所示，为本实施例中数据采集单元4的电路，将各传感器的电流信号通过传感器 信号输入单元14经隔离单元12后至AD转换单元13, Ull AD转换单元13是SPI同步串行 总线的12BITA/D转换芯片，R27、 R28、 R29、 R32、 R33、 R34、 C59、 C60、 C61、为内部 电源自检。基准电压单元17为AD转换单元13提供精准的参考电压。对钻孔冲洗、建议压 水、单点法压水、五点法压水、化学灌浆等灌浆工艺的各种数据进行采集。
如图7所示，为本实施例中数据存储单元5的电路，内存卡18通过JP4与中央控制器单 元1相连，用于永久性保存用户设定以及采集器采集的资料，内存卡18最大可以支持1GB, 充分满足存储需求。
如图8所示，为本实施例中USB单元6的电路，为化学灌浆压水监测系统提供数据导出 功能，方便资料整理。中央控制器单元1数据通过U17 ISP1161A以及周围元件转换成USB 接口信号通过JP5送至U盘。Q10NDS9435A是U盘电源管理芯片。
如图9所示，为本实施例中打印机单元7中的串n单元16接口，灌浆数据将通过串口单 元16送至打印机打印。
如图10所示，为本实施例中键盘单元8中的键盘扫描单元15，中央控制单元1通过JP1 与扫描电路U01 ZLG7290相连,本键盘具有28个按键，通过JPKEY1与键盘面板相连。XI、 Cl、 C2为ZLG7290的时钟源，ZLG7290采用3.3V电源，复位引脚与系统复位信号nRST相 连，当系统上电复位或手动复位时会同时复位ZLG7290， ZLG7290的键盘中断输出信号与 Ul LPC2200中断引脚P0.30相连，3有按键按下时，ZLG7290将会输出中断信号通知Ul LPC2200。
如图11所示，为本实施例中下载调试单元9为ARM下载调试接口 ，可以把写好的程序 通过下载调试接U烧入到单片机内的内存和程序存储单元以及对程序的调试。
如图12所示，为本实施例中直流供电单元10的电路，电源降压变压之后分成四组电压经P1送至Z1 Z4整流，DZ1、 DZ2为反倒流保护二极管，C29、 C30、 L6等构成n型滤波电 路，W4 W7为开关型稳压模块，转换达到89%， +24V1、 +24V2为传感器的供电电源，+5V、 +12V为主板电路供电电源，+24V为打印机供电电源。LDO芯片分别采用SPX1117M3-3.3和 SPX1117M3-1.8,其特点为输出电流大，输出电压精度高，稳定性好，由于LPC2200系列ARM 微控制器具有独立的模拟电源和模拟地引脚，为了降低噪声(将调频噪声隔离)，与数字电源 应该隔离。这里使用10UH的电感，并在设计PCB板时采用大面积敷地，以降低噪声。VI 为掉电检测控制端，当电源断开时，发一个中断信号经P0.1RXD0送至U1 LPC2200通知。 此时El 25V/10000UF电容上面的电荷为Ul LPC2200持续供电，保正Ul LPC2200将数据保 存。
工作原理参见图1所示，系统上电后，电源单元10为整机提供持续稳定的电源；系统
处于待机状态，中央控制单元1输出信号到显示器单元3，使显示器显示系统待机画面；同
时，中央控制单元1不停通过键盘单元8接收来自用户的操作指令，如果用户启动了化学灌
浆记录操作，中央控制单元1通过打印机单元7向用户打印输出系统的设定参数信息，包括
化学灌浆孔号、设计压力、化学灌浆材料等，随后每秒钟通过数据采集单元4采集到传感器
的电信号，当工作模式为单液化学灌浆时，信号包括流量、压力等，当工作模式为双液化学
灌浆时，信号包括浆液l流量、浆液2流量、压力等，信号经中央控制单元l运算、处理后， 将流量l、流量2、双液流量比、压力等实时数据送到显示器单元3显示，并每间隔若干分钟 (间隔时间由用户设定)将过程数据传送到数据存储单元5存储，同时打印机单元7打印出 一组数据，当用户通过键盘单元8输入结束记录操作后，打印机单元7打印化学灌浆报表， 包括纯灌时间、累计流量、各化学材料对应的用量等，在程序运行期间，内存和程序存储单 元2提供系统运行必需的程序代码及随机数据存储，当用户需要将数据存储单元5中的数据 通过移动存储设备导出到个人计算机时，USB单元6提供数据导出的接n功能，负责将数据 存储单元5中的数据导出到移动存储设备如U盘当屮。下载调试单元9用于系统在生产制造 时，烧录系统代码及系统调试。
以卜一所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实 施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于 本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些 改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种化学灌浆压水监测系统，其特征在于它包括中央控制单元(1)、用来存储控制程序和各种监测参数的内存和程序存储单元(2)、显示单元(3)、数据采集单元(4)、数据存储单元(5)以及用来给以上各部件供电的电源单元(10)，所述中央控制单元(1)通过显示接口单元(11)与显示单元(3)相连，数据采集单元(4)包括信号隔离单元(12)和传感器信号输入单元(14)，数据采集单元(4)通过AD转换单元(13)与中央控制单元(1)相连，存储用户资料的数据存储单元(5)与中央控制单元(1)相连。
2、 根据权利要求1所述的化学灌浆压水监测系统，其特征在于所述中央控制单元(1)通过键盘扫描单元(15)与键盘单元(8)相连，中央控制单元(1)通过串口单元(16)与打印机单元(7)相连。
3、 根据权利要求1所述的化学灌浆压水监测系统，其特征在于所述中央控制单元(1)与一USB单元(6)相连。
4、 根据权利要求1所述的化学灌浆压水监测系统，其特征在于所述中央控制单元(1)与一下载调试单元(9)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种化学灌浆压水监测系统，它包括中央控制单元、用来存储控制程序和各种监测参数的内存和程序存储单元、显示单元、数据采集单元、数据存储单元以及用来给以上各部件供电的电源单元，所述中央控制单元通过显示接口单元与显示单元相连，数据采集单元包括信号隔离单元和传感器信号输入单元，数据采集单元通过AD转换单元与中央控制单元相连，存储用户资料的数据存储单元与中央控制单元相连。本实用新型是一种结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、操作简便、控制精度高的化学灌浆压水监测仪。
文档编号G01D7/02GK201307018SQ200820159439
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者曹聪颖, 颖 黎 申请人:湖南诺维科技发展有限公司