[實用新型]一種施工隧道內(nèi)水平位移自動測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520587786.1
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN204902803U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 初明強;季冠杰;逯國棟;孫穎;魏潔
• 申請（專利權）人: 山東科一力電氣有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及監(jiān)控測量技術領域，具體涉及一種施工隧道內(nèi)水平位移自動測量系統(tǒng)。

背景技術

隧道施工過程中，對于不同圍巖級別的隧道，仰拱到掌子面的水平距離和二次砌襯到掌子面的水平距離均有一定的安全參數(shù)要求，這些水平距離常規(guī)測量主要依靠專業(yè)測量人員現(xiàn)場測量，以記錄水平測量距離，出洞后將測量數(shù)據(jù)輸入電腦，上報給相關監(jiān)管人員；當進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量時，為提高測量數(shù)據(jù)的準確性，避免施工對測量人員生命安全造成危害，施工車輛禁止通行。

在隧道施工過程中，專業(yè)測量人員進入隧道內(nèi)待測區(qū)域，若發(fā)生坍塌、冒頂?shù)惹闆r，會對測量人員生命安全造成威脅；在測量過程中，人為參與過多，記錄數(shù)據(jù)易受測量人員主觀情感影響，可能存在較大誤差；現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量完畢，測量人員出洞后再將數(shù)據(jù)輸入電腦，此過程花費時間較長，導致監(jiān)管人員不能及時的掌握現(xiàn)場實際情況，使隧道施工監(jiān)管存在安全隱患；現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量時，對施工車輛有限制性要求，影響隧道施工進度；隨著科學技術的進步和隧道施工技能的提高，人們對監(jiān)控測量的準確度、安全性、穩(wěn)定性、便利性要求越來越高。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術問題

為了解決上述問題，本實用新型提出了一種施工隧道內(nèi)水平位移自動測量系統(tǒng)。

（二）技術方案

一種施工隧道內(nèi)水平位移自動測量系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括自動測距系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、監(jiān)測平臺、數(shù)據(jù)處理中心；所述的自動測距系統(tǒng)由測距主站、測距分站組成，測距主站和測距分站分別位于隧道內(nèi)的測距參照點和待測點，完成兩點之間的距離測量；所述的無線通信系統(tǒng)主要由無線網(wǎng)橋組成，使隧道內(nèi)的測距數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)橋傳輸?shù)剿淼劳猓凰龅谋O(jiān)測平臺位于監(jiān)控室的監(jiān)控主機上，實時顯示自動測距系統(tǒng)傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)，具有手動和自動測量功能，并可自定義自動測量時間間隔，可根據(jù)圍巖等級設置報警閥值，具有電池電量監(jiān)測功能，低于設定電量閥值時，監(jiān)測平臺上會有低電量報警，所述的數(shù)據(jù)處理中心將自動測距系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理中心分析處理后顯示在監(jiān)測平臺上，并記錄自動測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)，已形成數(shù)據(jù)曲線。

所述的測距主站包括屏蔽外殼和主站機芯，屏蔽外殼采用金屬材質(zhì)，防護等級可達IP54，主要起固定、支撐和防護作用，并防止外部信號對主站機芯內(nèi)的信號造成干擾，主站機芯包括WIFI模塊、無線主串口模塊、主測距模塊、主數(shù)據(jù)管理模塊；WIFI模塊和無線主串口模塊分別與主數(shù)據(jù)管理模塊上的串口和3.3VDC電源連接，主測距模塊與主數(shù)據(jù)管理模塊的串口和2.5VDC電源連接，外部接入15VDC電源為測距主站供電，外部直流電壓通過主數(shù)據(jù)管理模塊為主站機芯內(nèi)的各模塊供電。

所述的WIFI模塊與隧道洞口處的WIFI設備進行無線數(shù)據(jù)通訊，以便隧道內(nèi)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)剿淼蓝纯诘谋O(jiān)控室，或監(jiān)管人員通過監(jiān)測平臺發(fā)測距指令到隧道內(nèi)的測距主站。

所述的無線主串口模塊由無線和主串口組成，無線主串口模塊有三種工作模式，分別是省電模式、喚醒模式和正常模式，無線主串口模塊的工作模式由主數(shù)據(jù)管理模塊控制；當為省電模式時，主串口關閉，無線處于空中喚醒狀態(tài)；當為喚醒模式時，主串口打開，無線打開，發(fā)送喚醒碼給工作在省電模式的無線分串口模塊；無線主串口模塊發(fā)送喚醒碼后工作模式轉(zhuǎn)為正常模式，主數(shù)據(jù)管理模塊使能主測距模塊為正常狀態(tài)。

所述的主測距模塊由正常狀態(tài)和斷電狀態(tài)組成，主測距模塊的狀態(tài)由主數(shù)據(jù)管理模塊控制，當處于正常狀態(tài)時，與分測距模塊進行水平距離測量，當處于斷電狀態(tài)時，主測距模塊斷電，以節(jié)省用電，降低功耗。

所述的主數(shù)據(jù)管理模塊主要由MCU和電源主管理部分組成，MCU以分析各個模塊的數(shù)據(jù)，控制無線主串口模塊、主測距模塊工作模式，傳輸WIFI模塊的數(shù)據(jù)，電源主管理部分將外接直流電壓轉(zhuǎn)換成各個模塊所需的直流電壓，以供電于各模塊。

所述的測距分站包括屏蔽外殼和分站機芯，屏蔽外殼采用金屬材質(zhì)，外殼的防護等級可達IP54，主要起固定、支撐和防護作用，并防止外部信號對分站機芯內(nèi)的信號造成干擾，分站機芯包括無線分串口模塊、分測距模塊、分數(shù)據(jù)管理模塊、供電電池；無線分串口模塊、分測距模塊和供電電池均與分數(shù)據(jù)管理模塊連接。

所述的無線分串口模塊包括省電模式和正常模式，當接受到無線主串口模塊發(fā)送的喚醒指令時，無線分串口模塊由省電模式轉(zhuǎn)換為正常模式，分數(shù)據(jù)管理模塊使能分測距模塊為正常狀態(tài)，持續(xù)一個測距周期后，無線分串口模塊由正常模式轉(zhuǎn)換為省電模式，以降低功耗，延長供電電池的續(xù)航能力。