一种重力监测沉降方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种重力监测沉降方法，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。
【背景技术】
[0002]已知沉降测试方法，通过测量沉降水箱的水位来确定被测物体的沉降。但液面的高度难以准确测量.已知测试方法有超声波法和激光测距法。
[0003]通过超声波测量液面高低，但是测试误差大，达1CM.激光测距法测试液体表面高度，不仅成本昂贵，且液面为透明或半透明物质，难以反射激光.照成读数困难。
【发明内容】
[0004]为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种重力监测沉降方法，通过液面高度变化，引起较大的重量变化，提高沉降系统的测试精度，使沉降测试精度达到0.1mm，同时能降低液面高度测试成本。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种重力监测沉降方法:
首先多个支撑平台固定在结构的测试点上，支撑平台水平安装，将水箱放置在支撑平台上，将水箱通过水管互连，水管在连接水箱处细管通过固定在墙体上的卡箍，水箱连接处细管采用细橡皮软管，消除水箱和水管的相互作用力；
测试时，先往水箱内灌入水，沉降测试时，各测试点出现了高低变化，引起水箱内水位也出现变化，就引起水箱的重量变化；
由于细管不对水箱产生作用力，水箱的重量全部被支撑架承受；水箱横截面积一定，通过支撑架测试水箱的重量的变化可以得到；水箱的液体的长度变化，就得出了它们的相对沉降。
[0006]相对沉降测量方法是取任意一个水箱做参考点，其他水箱以参考点来计算沉降。
[0007]称重支撑架的内部:电阻应变片在受到压力或拉申时，材料就会变形，这样会引起电阻的变化产生约满量程差动电源；差动信号送给A/D模块，A/D模块将模拟信号转换为数字信号后，传给单片机，单片机通过去抖后将重量值显示在LED显示屏上；
水箱高度变化的公式为:
Δ Η= Δ m/ (S*P)
Am为变化的重量 P为水的密度；
S为水箱的横截面积。
[0008]本发明的有益效果:
构件沉降时，会引起沉降水箱的液面高度变化，液面高度变化，将引起水箱的重量变化.微小的高度变化，将引起重量的较大变化.这样就可以较为准确的得到液面的高度值。通过测试沉降水箱的重量变化，提高了沉降的测试精度。
【附图说明】
[0009]图1为本发明沉降测量系统的结构示意图；
图2为本发明的称重支撑架(1.2)的内部结构框图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图1、2对本发明进行详细描述:
首先多个支撑平台1.2，固定在结构的测试点上，支撑平台1.2水平安装，将水箱1.1放置在支撑平台1.2上，将水箱通过水管1.4互连，水管在连接水箱处细管1.5通过固定在墙体上的卡箍1.3，水箱连接处细管1.5采用直径为8_的细橡皮软管，消除水箱1.1和水管1.3的相互作用力.测试时，先往水箱1.1内灌入水.使水位达到水箱1.1的1/2左右.记录每个水箱1.1的重量.当测试点出现相对沉降时，各测试点出现了高低变化，引起水箱1.1内水位也出现变化，就引起水箱1.1的重量变化.由于细管1.5为橡皮细管，不对水箱1.1产生作用力，水箱1.1的重量全部被支撑架1.2承受.通过支撑架1.2测试水箱1.1的重量的变化可以得到.水箱1.1的液体的长度变化，就得出了它们的相对沉降.相对沉降测量方法是取，任意一个水箱1.1做参考点.其他水箱1.1以参考点来计算沉降.称重支撑架1.2的内部框图如图2所示，电阻应变片2.1在受到压力或拉申时，材料就会变形，这样会引起电阻的变化，电阻应变片2.1选用1200欧电阻，对电阻应变片2.1采用10V的激励电压，产生约2mV/V的满量程差动电源.差动信号送给A/D模块2.2，A/D模块2.2选用24位ADC芯片HX711.A/D模块2.2将模拟信号转换为数字信号后，传给单片机2.3:MSP430, MSP430通过去抖后将重量值显示在LED显示屏2.4上.由于满量程变化为2mV/V，10V的变化为20mV，即0.02V,使用24为ADC HX711可达到1/10000的分辨率.水箱重量的变化的公式为:，
Δπι= Δ V^PAm为变化的重量
AV为液面变化的体积，为液面变化高度和面积的乘积 P为水的密度
用水箱1.1采用直径为150mm的圆柱体，当水箱1.1位置下沉高度为1mm时，已知水的密度为1.0X103千克/米3，代入上式子得到Am等于70克。
[0011]水箱1.1自重3kg水箱高度为200mm，装满水箱重25Kg.选用量程为30kg精度为1/10000的精度电子坪，传感器.它的误差为3克。
[0012]当水箱1.11mm的高度变化，重量变化为70克，既当水箱变化0.1mm时候，变化为7克，可测量到0.1mm的液面变化。
【主权项】
1.一种重力监测沉降方法，其特征在于: 首先多个支撑平台(1.2)固定在结构的测试点上，支撑平台(1.2)水平安装，将水箱(1.1)放置在支撑平台(1.2)上，将水箱(1.1)通过水管(1.4)互连，水管在连接水箱处细管(1.5)通过固定在墙体上的卡箍(1.3)，水箱连接处细管(1.5)采用细橡皮软管，消除水箱(1.1)和水管(1.4)的相互作用力； 测试时，先往水箱(1.1)内灌入7K，沉降测试时，各测试点出现了高低变化，弓丨起水箱(1.1)内水位也出现变化，就引起水箱(1.1)的重量变化； 由于细管(1.5)不对水箱(1.1)产生作用力，水箱(1.1)的重量全部被支撑架(1.2)承受；水箱横截面积一定，通过支撑架(1.2)测试水箱(1.1)的重量的变化可以得到；水箱(1.1)的液体的长度变化，就得出了它们的相对沉降。2.根据权利要求1所述的重力监测沉降方法，其特征在于: 水箱高度变化的公式为:Δ Η= Δ m/ (S*P) Am为变化的重量； P为水的密度； S为水箱的横截面积。
【专利摘要】本发明涉及一种重力监测沉降方法，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。首先多个支撑平台固定在结构的测试点上,支撑平台水平安装,将水箱放置在支撑平台上,将水箱通过水管互连,水管在连接水箱处细管通过固定在墙体上的卡箍,水箱连接处细管采用细橡皮软管,消除水箱和水管的相互作用力。构件沉降时,会引起沉降水箱的液面高度变化,液面高度变化,将引起水箱的重量变化.微小的高度变化,将引起重量的较大变化.这样就可以较为准确的得到液面的高度值。通过测试沉降水箱的重量变化,提高了沉降的测试精度。
【IPC分类】G01C5/00
【公开号】CN105241417
【申请号】CN201510603801
【发明人】刘文峰, 徐帆, 王辅宋, 刘付鹏, 刘国勇
【申请人】江西飞尚科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月22日