[實用新型]基坑側向土壓力遠程監控系統

有效

• 申請號: 201320569651.3
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN203440742U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 李鳳玲
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E01D2/00
• 分類號: E01D2/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及巖體工程基礎領域，具體為一種可用于土木工程的基坑側向土壓力遠程監控系統。

背景技術

在大型水利、交通、土木工程的安全監測中，土壓力是影響基礎工程安全的重要參數之一，在線長期監控土壓力的變化趨勢對了解基礎工程的安全性有很重要的作用。自20世紀30年代，振弦傳感器被發明以來，由于其結構堅固、準確度高、長期穩定性好、壽命長、輸出為頻率信號、可直接與微處理器接口等優點，而被廣泛應用于各種巖土工程。基于振弦傳感器的土壓力巡回檢測與自動記錄系統提高了土壓力的采樣精度；但由于土木工程中采樣點分布范圍廣，現場多采用便攜式數據采集儀進行點對點的采樣；由于傳感器已經埋入巖土體中，工程師常需將現場壓力傳感器手動接入采集箱，費時費力，且不能及時預報工程健康狀態。現場的采樣數據需要大量的整理、分析工作，不便于大數據的分析和挖掘工作，給后續土壓力的趨勢分析、資料整理帶來了一定的困難。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種基坑側向土壓力遠程監控系統，這種監控系統以ATmega16L單片機為核心，設計了掃頻激振電路作為單線圈振弦式傳感器的激勵信號，并通過一拾振電路模塊拾取信號以實現壓力的基本傳輸與檢測。單片機輸出端設計了GSM通信功能，以便數據的遠距離傳輸，同時，引入報警電路進行安全報警提示。可有效避免重復性手工勞動及數據不能及時傳輸的缺陷。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

基坑側向土壓力遠程監控系統，包括嵌入式控制系統，在嵌入式控制器的前部接入振弦式土壓力盒，振弦式土壓力盒激勵系統及繼電器切換電路模塊及信號拾取電路模塊；同時其后分別連接有報警系統以及GSM通信模塊，所述土壓力盒激勵電路模塊包含直接數字式信號發生模塊、電壓放大模塊及電流放大模塊，而所述切換電路模塊采用固態繼電器及其相關電路。

在本實用新型中，所述嵌入式系統的核心采用ATmega16L單片機為作為數據監控處理器。

在本實用新型中，所述壓力盒激勵電路模塊采用AD9850作為激勵電路核心硬件。

在本實用新型中，所述基坑側向土壓力遠程監控系統整體采用鋰電池供電。

在本實用新型中，GSM通信模塊主要用于將現場采集的壓力數據及時通過GSM方式遠程傳輸到工程管理員手機上。

本實用新型使用時，首先將切換電路轉換到單片機系統與激勵電路模塊連接；單片機控制激勵電路發送激勵信號，當土壓力盒內鋼絲弦起振后；單片機控制切換電路，將傳感器的信號拾取電路接入單片機；拾取電路模塊將振弦式壓力傳感器的正弦信號轉化為頻率信號；單片機控制后端GSM模塊傳輸土壓力的頻率信號，同時，若采樣土壓力超過工程的壓力上限值，啟動蜂鳴器報警電路提示工程師。

有益效果：本實用新型智能化程度高，采用遠程通信技術及時預報工程健康狀態。減少了大量現場數據的整理、分析工作，便于大數據的分析和挖掘工作，給后續土壓力的趨勢分析、資料整理提供了很好的技術支持。

附圖說明

圖1為本實用新型較佳實施例的示意圖；

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1的基坑側向土壓力遠程監控系統的較佳實施例，在使用本實施例所示的儀器之前，工作人員需要將振弦式土壓力盒4埋入土體中，土壓力盒的信號線引出地表并接入該系統的輸入端。

在實施例中，單片機系統1控制切換電路模塊2，激勵電路模塊3與單片機系統1連通，單片機然后發送控制字到模塊3中，模塊3產生一定800-1400赫茲的激勵信號；土壓力盒4由于電磁共振原理，盒內鋼絲弦發聲振動而切割磁力線，從而在鋼絲弦內產生感生電壓；然后，切換電路2斷開與土壓力盒4連通電路，而將信號拾取電路模塊5接入單片機系統，信號拾取電，5檢測感應電壓大小并轉化為頻率信號；最后，單片機系統1控制GSM通信模塊6，將頻率信號以短消息方式發送到工程師的手機上；同時，若現場采樣數據值超過工程允許上限值，啟動報警系統7報警。整個系統由鋰電池模塊8提供電源。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。