[發(fā)明專利]一種重力監(jiān)測沉降方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510603801.1
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105241417A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉文峰;徐帆;王輔宋;劉付鵬;劉國勇
• 申請（專利權(quán)）人: 江西飛尚科技有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 戴繼翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種重力監(jiān)測沉降方法，屬于土木工程領(lǐng)域，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測行業(yè)。

背景技術(shù)

已知沉降測試方法,通過測量沉降水箱的水位來確定被測物體的沉降。但液面的高度難以準(zhǔn)確測量.已知測試方法有超聲波法和激光測距法。

通過超聲波測量液面高低,但是測試誤差大,達(dá)1CM.激光測距法測試液體表面高度,不僅成本昂貴,且液面為透明或半透明物質(zhì),難以反射激光.照成讀數(shù)困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種重力監(jiān)測沉降方法，通過液面高度變化,引起較大的重量變化,提高沉降系統(tǒng)的測試精度,使沉降測試精度達(dá)到0.1mm,同時能降低液面高度測試成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種重力監(jiān)測沉降方法：

首先多個支撐平臺固定在結(jié)構(gòu)的測試點上,支撐平臺水平安裝,將水箱放置在支撐平臺上,將水箱通過水管互連,水管在連接水箱處細(xì)管通過固定在墻體上的卡箍,水箱連接處細(xì)管采用細(xì)橡皮軟管,消除水箱和水管的相互作用力；

測試時,先往水箱內(nèi)灌入水，沉降測試時,各測試點出現(xiàn)了高低變化,引起水箱內(nèi)水位也出現(xiàn)變化,就引起水箱的重量變化；

由于細(xì)管不對水箱產(chǎn)生作用力,水箱的重量全部被支撐架承受；水箱橫截面積一定,通過支撐架測試水箱的重量的變化可以得到；水箱的液體的長度變化,就得出了它們的相對沉降。

相對沉降測量方法是取任意一個水箱做參考點，其他水箱以參考點來計算沉降。

稱重支撐架的內(nèi)部：電阻應(yīng)變片在受到壓力或拉申時,材料就會變形,這樣會引起電阻的變化產(chǎn)生約滿量程差動電源；差動信號送給A/D模塊，A/D模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后,傳給單片機，單片機通過去抖后將重量值顯示在LED顯示屏上；

水箱高度變化的公式為:

?H=?m/(S*P)

?m為變化的重量

P為水的密度；

S為水箱的橫截面積。

本發(fā)明的有益效果：

構(gòu)件沉降時,會引起沉降水箱的液面高度變化,液面高度變化,將引起水箱的重量變化.微小的高度變化,將引起重量的較大變化.這樣就可以較為準(zhǔn)確的得到液面的高度值。通過測試沉降水箱的重量變化,提高了沉降的測試精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明沉降測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的稱重支撐架(1.2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1、2對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

首先多個支撐平臺1.2,固定在結(jié)構(gòu)的測試點上,支撐平臺1.2水平安裝,將水箱1.1放置在支撐平臺1.2上,將水箱通過水管1.4互連,水管在連接水箱處細(xì)管1.5通過固定在墻體上的卡箍1.3,水箱連接處細(xì)管1.5采用直徑為8mm的細(xì)橡皮軟管,消除水箱1.1和水管1.3的相互作用力.

測試時,先往水箱1.1內(nèi)灌入水.使水位達(dá)到水箱1.1的1/2左右.記錄每個水箱1.1的重量.當(dāng)測試點出現(xiàn)相對沉降時,各測試點出現(xiàn)了高低變化,引起水箱1.1內(nèi)水位也出現(xiàn)變化,就引起水箱1.1的重量變化.由于細(xì)管1.5為橡皮細(xì)管,不對水箱1.1產(chǎn)生作用力,水箱1.1的重量全部被支撐架1.2承受.通過支撐架1.2測試水箱1.1的重量的變化可以得到.水箱1.1的液體的長度變化,就得出了它們的相對沉降.

相對沉降測量方法是取,任意一個水箱1.1做參考點.其他水箱1.1以參考點來計算沉降.

稱重支撐架1.2的內(nèi)部框圖如圖2所示,電阻應(yīng)變片2.1在受到壓力或拉申時,材料就會變形,這樣會引起電阻的變化,電阻應(yīng)變片2.1選用1200歐電阻,對電阻應(yīng)變片2.1采用10V的激勵電壓,產(chǎn)生約2mV/V的滿量程差動電源.差動信號送給A/D模塊2.2,A/D模塊2.2選用24位ADC芯片HX711.A/D模塊2.2將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后,傳給單片機2.3：MSP430,MSP430通過去抖后將重量值顯示在LED顯示屏2.4上.

由于滿量程變化為2mV/V,10V的變化為20mV,即0.02V,使用24為ADCHX711可達(dá)到1/10000的分辨率.

水箱重量的變化的公式為:,

?m=?V*P

?m為變化的重量

?V為液面變化的體積,為液面變化高度和面積的乘積

P為水的密度

用水箱1.1采用直徑為150mm的圓柱體,當(dāng)水箱1.1位置下沉高度為1mm時,已知水的密度為1.0×103千克/米3,代入上式子得到?m等于70克。