专利名称：振冲施工自动记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地基工程振冲施工机械上应用的自动记录仪，能够实时地记录振冲施工中的各项技术指标，用于施工过程控制和施工质量测评。
背景技术：
振冲法是目前广泛应用的一种经济有效的地基处理方法，其施工机械包括操作控制台、振冲器、起吊设备、泵送输水装置等，其振冲质量控制的关键技术指标包括成桩深度、水压力、填料量、密实电流和留振时间，其中填料量、密实电流和留振时间又被称为振冲施工质量检验三要素。目前，上述各项振冲施工指标仅靠人为目测取得读数并手工记录，准确性、实时性较差，控制台操作员、吊车司机、深度监测员三者之间通过声音和信号旗来传递信息，受施工现场噪音干扰严重，另外，有为数不少的单桩施工，施工时间很短，记录人员易发生漏记、错记，事后无据可查。再者，振冲施工设备的各部分通常是分开的，现有人工记录方式使得施工现场人员过多，易造成人员误伤。
总之，现有振冲施工的记录方式不够准确，不及时，不经济，不详尽，不利于监理工程师核查，出现工程质量问题时无法从记录资料上得到追溯与评价信息。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服人工观测和记录的缺点，提供一种振冲施工自动记录仪。
本实用新型解决其技术问题的技术方案如下一种振冲施工自动记录仪，其电路组成包括中央处理器、数据总线、地址总线、键盘、显示器、接口电路、外存贮设备，其特征是具有三个采样电路，(1)、由深度传感器DE及其信号调理模块IC1组成的深度采样电路，其输出的两路电脉冲信号连接中央处理器的T0、T1脚，(2)、由电流传感器CT、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的电流采样电路，(3)、由水压力传感器PS、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的水压力采样电路，电流传感器CT、水压力传感器PS的输出通过其信号调理模块IC2、A/D转换器分别连接中央处理器的数据总线P00-P07、地址总线P20-P27。
本实用新型的有益效果如下通过深度、电流、水压力三个专门的采样电路及时获得振冲施工中的关键技术指标的数据，经中央处理器送至显示器和存贮设备，数据记录准确性高、实时性强，不受施工现场噪音干扰，不会发生漏记、错记现象。事后有据可查，可以采用通用数据处理软件(如EXCEL)，由监理人员对施工数据进行分析处理，追溯施工过程参数的情况，并对施工质量进行评判。还可以将现场实验得到的施工质量控制参数通过键盘设定功能写入本记录仪，本记录仪再将实时采集的各项施工数据与设定值比较，完成施工质量控制，并同时进行实时记录。因此，本记录仪不仅能实时地自动记录，还具有设定、反馈和查询的功能，实现了振冲施工信息化，切实保证振冲施工质量，经济、安全，操作简便。
图1为本实用新型振冲施工自动记录仪整体结构组成框图。
图2为本实用新型电路框图。
图3为本实用新型电原理图。
图4为本实用新型主控机面板外形展开图。
图5为本实用新型子显示仪面板外形展开图。
图6为深度传感器安装结构示意图。
图7为图6的A A剖示图。
图8为本实用新型装配调试及操作流程图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型振冲施工自动记录仪的主控机置于振冲施工操作台上，电流传感器安装在电源电路上，深度传感器安装在起吊设备上，水压力传感器安装在泵送输水管路中，起吊设备上还安装有子显示仪，将在下文参照图3和图5具体说明。
如图2和图3所示，本实用新型振冲施工自动记录仪的电路组成包括中央处理器CPU、数据总线DBUS、地址总线ABUS、键盘KEY、液晶显示器LCD、接口电路USB、IC6、外存贮设备(通过USB、IC6连接)，还具有三个采样电路，(1)、由深度传感器DE及其信号调理模块IC1组成的深度采样电路，其采样信号经IC1滤波、整流成为两路电脉冲信号，连接至中央处理器CPU的计数器T0、T1脚，CPU再将累计脉冲数值转换为深度值，并分别送至显示器和存贮设备，(2)、由电流传感器CT、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的电流采样电路，其电流信号经IC2调理放大转换为电压信号，再由CPU启动经A/D转换为数字信号并分别送至显示器和存贮设备，(3)、由水压力传感器PS、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的水压力采样电路，其水压力转换的电流信号经IC2调理放大转换为电压信号，再由CPU启动经A/D转换为数字信号并分别送至显示器和存贮设备，A/D转换器分别连接数据总线P00-P07、地址总线P20-P27。IC6为外接计算机的串行口，通过信号发送线TXD和信号接收线RXD与CPU相连接来完成记录仪与外接计算机的通讯。CPU通过总线对USB接口进行操作，完成数据的存贮与查询。CPU通过总线将显示内容写入液晶显示器LCD。键盘KEY通过锁存器IC3和驱动器IC4与总线连接，用于设定参数和进行查询。
如图4所示，本实用新型主控机面板上具有电流传感器接口1、计算机接口2、USB接口3、深度传感器接口4、水压力传感器接口5、子显示仪接口6、220V交流电源接口7、电源开关8、液晶显示屏9、4×5行列式键盘的20个按键10。20个按键包括0-9数字键、帮助键F1、开始键、设定键、查询键、校时键、停止键、复位键、向上翻页键“△”、向下翻页键“”、确认键，数字键供设定参数用，帮助键可提供记录仪使用信息，开始键和停止键用于输入施工记录的起始和终了命令，校时键用于校对系统时间，查询键可在任意时间提供对所存贮信息的查询，设定键用于振冲施工前对施工质量控制参数的设定，复位键与CPU的RESET相连接，可使系统全部清零，向上翻页键和向下翻页键可实现液晶显示的翻页功能，确认键用于对设定参数的确认。
如图3和图5所示，为了使吊车司机及时了解施工过程中记录仪所记录的各项技术指标，为其提供下一步操作信息，以便更好地进行振冲操作控制，本实用新型进一步的特征是具有安装在起吊设备上的子显示仪，其上具有与中央处理器CPU的信号发送线TXD连接的数码管显示器LED以及由与中央处理器CPU的P13、P11脚连接的驱动器IC5驱动的指示灯DS。图5中11为子显示仪接入口，直接与主控机上子显示仪接口(图4中6所示)通过电缆线相连接，与主控机的液晶显示器显示内容同步。
如图6和图7所示，深度传感器由磁钢12、磁钢定位橡胶座13、霍尔元件14、霍尔元件固定架15组成，磁钢定位橡胶座13装在起吊设备的滑轮轴16上，霍尔元件固定架15装在滑轮罩17上，磁钢12沿橡胶座13的同心圆圆周均匀分布，霍尔元件14与磁钢12的圆周运动轨迹相对应，对滑轮转动圈数及正反向转动信号进行传感。磁钢数量视滑轮直径大小而定，实施例中具有16个磁钢。本实用新型主要电路器件型号如下CPU中央处理器-AT89C52IC1信号调理--4LS14IC2信号调理放大-OP07IC3锁存器--74LS377IC4驱动模块--74LS244IC5驱动器--4094IC6转换芯片-MAX232A/D转换-MAX197LCD液晶显示模块-128×64图形点阵LED数码管-LG5011BSRDS发光二极管-红色Φ5CT电流传感器-电流互感器300A/5A、5A/10mAPS压力传感器-精度0.01kPaDE深度测量仪-A44和Φ10强力磁钢USB-USB1.1规范
权利要求1.振冲施工自动记录仪，其电路组成包括中央处理器、数据总线、地址总线、键盘、显示器、接口电路、外存贮设备，其特征是具有三个采样电路，(1)、由深度传感器DE及其信号调理模块IC1组成的深度采样电路，其输出的两路电脉冲信号连接中央处理器的T0、T1脚，(2)、由电流传感器CT、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的电流采样电路，(3)、由水压力传感器PS、信号调理模块IC2和模数转换器A/D组成的水压力采样电路，电流传感器CT、水压力传感器PS的输出通过其信号调理模块IC2、A/D转换器分别连接中央处理器的数据总线P00-P07、地址总线P20-P27。
2.根据权利要求1所述的振冲施工自动记录仪，其特征是所述的键盘为4×5行列式键盘，20个按键包括0-9数字键、帮助键F1、开始键、设定键、查询键、校时键、停止键、复位键、向上翻页键“△”、向下翻页键“”、确认键。
3.根据权利要求1所述的振冲施工自动记录仪，其特征是具有安装在起吊设备上的子显示仪，其上具有与中央处理器的信号发送线TXD连接的数码管显示器LED以及由与中央处理器的P13、P11脚连接的驱动器IC5驱动的指示灯DS。
4.根据权利要求1或2或3所述的振冲施工自动记录仪，其特征是深度传感器由磁钢、磁钢定位橡胶座、霍尔元件、霍尔元件固定架组成，磁钢定位橡胶座装在起吊设备的滑轮轴上，霍尔元件固定架装在滑轮罩上，磁钢沿橡胶座的同心圆圆周均匀分布，霍尔元件与磁钢的圆周运动轨迹相对应。
专利摘要振冲施工自动记录仪，其电路组成包括中央处理器、数据总线、地址总线、键盘、显示器、接口电路、外存贮设备、由深度传感器及其信号调理模块组成的深度采样电路、由电流传感器、水压力传感器及其信号调理模块、模数转换器A/D组成的电流采样电路和水压力采样电路。通过这三个专门的采样电路能及时获得振冲施工中的关键技术指标的数据，经中央处理器送至显示器和存贮设备，数据记录准确性高、实时性强，不会发生漏记、错记现象，还具有设定、反馈和查询的功能，实现了振冲施工信息化，切实保证振冲施工质量，经济、安全，操作简便。
文档编号G06F13/14GK2625972SQ03258919
公开日2004年7月14日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者王剑平, 李景林, 丁元国, 曹永琅, 丛建 申请人:水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院