專利名稱：一種基于樹突式的數據采集方法及裝置的制作方法
一種基于樹突式的數據采集方法及裝置技術領域
本發明屬于土木建筑工程領域，具體地說，是一種土木建筑工程中數據監測及采集的方法及裝置。
背景技術：
數據監測及采集是土木建筑工程領域的一項十分重要的過程。它不僅用于初期工程建設對工程進行實時性的觀測，并與初設計預期進行核實；而且，在后期的使用及維護中，所測量的數據用于工程結構的安全監測及評估。所以，不管是建設過程中還是后期交付使用，數據的采集與監測都是十分重要的。但是，對于地下土木建筑工程，數據的采集是十分困難的，特別是地下深層結構或超深層結構的數據采集，例如測量80米樁基的沉降等， 不僅需要面對復雜地質的影響，也需要考慮數據采集裝備的采集數據過程的安全性與可靠性。目前一般都是采用埋置數據檢測器于地下結構，通過導線連通至地表以上進行數據采集監測，由于深度大和土體的復雜性，以及施工過程中的不經意碰撞踩踏等，都極易影響導線傳輸數據的性能，甚至出現很多因導線損壞而無法讀取數據的情況。一方面，數據的采集受阻，造成了結構該部位數據不能得到，影響結構的整體監測；另一方面，數據檢測器都比較昂貴，必然造成很大的經濟損失。因此，設計一種數據采集及所采集數據的高安全性與高可靠性的方法與裝置是十分需要的。
經對現有技術的文獻檢索，中國專利申請號200810041666. 6，發明名稱土體中側向土壓力傳感器埋設方法與裝置，公開號CN 101358455A，該專利概述為土體中側向土壓力傳感器埋設方法與裝置屬于建筑工程技術領域的土體側向土壓力傳感器埋設及裝置，該裝置包括傳感器安裝管、延長線、土壓力傳感器、保護鋼套、U形保護鋼卡、松緊螺絲、 接頭管、數據傳遞導線和數據采集儀。土壓力傳感器的數據傳遞導線連接數據采集儀，在傳感器安裝管中點開鑿槽口，將土壓力傳感器裝入保護鋼套后一起嵌入到槽口，再加U形保護鋼卡并用松緊螺絲固定，利用接頭管將傳感器安裝管和延長管接長至設計長度，放入土體鉆孔內，臨時固定導管后向鉆孔內回填細砂，待細砂固結完成后進行側向土壓力測試。該發明主要用于土體側向土壓力實驗測量，即對實體土體進行鉆孔，將傳感器通過PVC安裝管插入孔道中進行土體側向壓力測試。該方法裝置主要應用于相對較淺層土體或結構建筑測量土體的側向壓力，需要單獨鉆孔放入安裝管等儀器，但對于深處或超深層結構物就不適用，并且成本較高；同時，對于建筑工程，靠近地表處一般因施工工況復雜等情況，使得導線等儀器更加容易損壞，單一導線的破壞將使得測量工程完全失效，故在靠近地表施工之處宜需多個接頭以提高安全性。發明內容
本發明的目的是要解決上述問題，提供一種既能提高數據采集的安全性及所采集數據可靠性，又簡單易行的具有經濟性的數據采集方法及裝置，即一種基于樹突式的數據采集方法及裝置。
本發明是通過以下技術方案實現的
本發明提供一種基于樹突式的數據采集裝置，包括數據檢測器、保護套、導線、鋼管分支器、膠布、數據采集接頭、數據接收采集器。所述數據監測器位于埋放最深處，所述導線連接在數據監測器上，所述導線采用樹突式設置，所述樹突式具有至少一個分支節點，在每個分支節點處導線一分為二，兩股導線分別與下一股導線相連接，所述每個分支處導線連接后用膠布裹好，所述每個分支節點的導線連接外設有鋼管分支器；所述導線末端均連接到數據采集接頭，數據采集接頭再連接到數據接收采集器。
所述埋放最深處的導線外設有保護套。
所述鋼管分支器包括鋼管分支器孔道以及用于固定鋼管分支器孔道的緊固螺栓。
本發明提供一種基于樹突式的數據采集方法，本發明在連接導線及埋放數據檢測器前，根據所埋置深度，確定分支間距；在分支節點處把導線一分為二，即銅絲一股分成兩股，與下一股導線相連接；然后把兩股銅絲用膠布裹好，防止相互觸碰而影響采集數據；再在分支口裝置鋼管分支器，保護導線易壞節點的安全性，最后依次連接導線直至達到能測量采集數據為止。本發明通過采用樹突式的信息傳遞，防止單一導線的破壞而破壞所有數據傳遞，并且可對采集的數據進行均值換算，提高了數據采集的安全性以及所采集數據的可靠性。
本發明上述方法包括以下步驟
第一步、根據數據檢測儀器所埋置深度，以及預期數據采集數即導線股數n，確定導線分支節點；
第二步、在導線分支節點處，將導線內銅絲一分為二，分別與下一段導線相連接， 并用膠布裹好，防止兩股銅絲觸碰；
第三步、把裹好膠布的導線放置鋼管分支器的孔道內，用緊固螺栓將鋼管分支器緊固，保護導線薄弱節點；
第四步、布置好儀器和導線后，將其隨鋼筋籠或者柱子放入地下層，以用于檢測數據；在使用中，將數據接收采集儀所測量的數據進行處理。
本發明中，所述導線股數η取值為4或者8，即若η = 4，則分支節點間距大致取在 d/3處；若n = 8，則分支節點間距大致取在d/4處。
本發明中，用于最終數據采集的導線股數為n，最后能有效采集到數據為m組，則可以根據具體情況，對m組數據取加權平均值或者自定義權重求均值，提高所采集數據的可靠性。
本發明利用樹突式信息分散傳遞原理，通過采用樹突式信息分散傳遞模式，將數據檢測器反應的數據信息由一轉為二，并依次擴大，直至到達最后數據采集時，將擁有η組可測數據，通過如此方式，大大提高了采集數據信息的成功率，即使某單一導線的破壞，也能有效采集到數據，提高了數據采集的安全性。再則，在一分為二的分支節點處，采取膠布， 鋼管分支器加固方式來對關鍵易損部位進行加固保護，使導線具有更好的安全性。最后，由數據接收采集儀器所采集到的不同數據，根據各具體要求情況，取加權平均值或者自定義權重求均值來作為最終的參數，提高所采集數據的可靠性。該方法操作簡便，無需復雜的裝備，并且經濟實用。
圖1是本發明的實施例實際應用示意圖。
圖2是本發明實施例的分支節點A處放大示意圖。
圖3是本發明實施例的鋼管分支器示意圖。
圖中數據檢測器1、保護套2、導線3、銅絲31、導線外膜32、鋼管分支器4、緊固螺栓41、鋼管分支器孔道42、膠布5、數據采集接頭6、數據接收采集器7。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程， 但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
如圖1-2所示，本實施例提供一種基于樹突式的數據采集裝置，包括數據檢測器 1、保護套2、導線3、鋼管分支器4、膠布5、數據采集接頭6、數據接收采集器7。所述數據監測器1位于埋放最深處即最下方，所述導線3連接在數據監測器1上，所述導線3采用樹突式設置，所述樹突式具有至少一個分支節點，在每個分支節點處導線一分為二，兩股導線分別與下一股導線相連接，所述每個分支處導線連接后用膠布5裹好，所述每個分支節點的導線連接外設有鋼管分支器4 ；所述導線3末端均連接到數據采集接頭6，數據采集接頭6 再連接到數據接收采集器7。
本實施例中，所述埋放最深處的導線3外設有保護套2。
本實施例中，所述導線3包含銅絲31、以及位于銅絲31外的導線外膜32。
如圖2-3所示，本實施例中，所述鋼管分支器4包括鋼管分支器孔道42以及用于固定鋼管分支器孔道42的緊固螺栓41。所述鋼管分支器為兩個半片分支器，其內采用一孔道分散成兩孔道，將導線嵌合在孔道，蓋和兩片分支器通過3個緊固螺栓緊固成一體。
本實施例中，所述樹突式的分支節點根據埋放深度確定，所述分支節點的間距可以根據需要設定。
實施例2
本實施例提供一種基于樹突式的數據采集方法，包括以下具體操作步驟
第一步、導線分支節點及間距確定根據設計，確定數據檢測器1的預期埋放深度 d，并選擇確定到達地面進行數據采集的導線股數n，宜取值為4或者8，但是最深處股數為單股，處于關鍵部位，應該采取特殊保護，在其外應套置保護套2，長度可適當取短些，如圖 1所示當η = 4或η = 8時，可大致如圖取各分支節點間距值。
第二步、在導線3分支節點處，用刀具(美工刀等)把一段導線3外的保護薄膜層 32切除，使之露出內部銅絲31，均等分成兩股，分別與下一段導線3內銅絲31膠合相連接； 待試探測量并確定完好之后，用膠布5裹好銅絲31，保護并防止兩股銅絲31觸碰；
第三步、當膠布5裹好之后，把導線3放置在鋼管分支器4的一邊上，并且重新再環裹膠帶5，使得導線3粗細與分支器孔道42尺寸保持基本嵌合，蓋合另外一邊，通過3個緊固螺栓41緊固鋼管分支器4，這樣起到保護導線3易壞節點的安全性。依次類推，直至所有連接導線3長度大于d為止。如圖2-3所示。
第四步、待布置好所有儀器與導線后，可綁扎于鋼筋籠或者柱子上，隨之放入深層預期點，進而進行測量。再如第一步所述，達到地面以上的數據采集接頭6數目應為n，使用時用數據接收采集器7進行分別測量，最后能有效采集到m組數據，則可以根據具體情況， 取加權平均值或者自定義權重求均值，提高所采集數據的可靠性。
本發明通過采用樹突式信息分散傳遞模式，將數據檢測器反應的數據信息由一轉為二，并依次擴大，直至到達最后數據采集時，將擁有η組可測數據，通過如此方式，大大提高了采集數據信息的成功率，即使某單一導線的破壞，也能有效采集到數據，提高了數據采集的安全性。再則，在一分為二的分支節點處，采取膠布，鋼管分支器加固方式來對關鍵易損部位進行加固保護，使導線具有更好的安全性。最后，由數據接收采集儀器所采集到的不同數據，根據各具體要求情況，取加權平均值或者自定義權重求均值來作為最終的參數，提高所采集數據的可靠性。
本發明原理簡單，效果顯著，操作簡便，無需復雜的設備。一般導線價格在1. 5元/ m左右，相對上述提到的采用柔性PVC導管價格20元/m，可見本發明經濟性優勢相當明顯。 并且所述導線可以綁扎與鋼筋籠上，對樁柱強度影響不大。不僅可以大大提高數據采集的成功率，并且根據最后所采集到的數據，按一定規律求得均值作為有效值，這樣可以提高所采集數據的可靠性。
盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種基于樹突式的數據采集裝置，其特征在于包括數據檢測器、保護套、導線、鋼管分支器、膠布、數據采集接頭以及數據接收采集器；所述數據監測器位于埋放最深處，所述導線連接在數據監測器上，所述導線采用樹突式設置，所述樹突式具有至少一個分支節點，在每個分支節點處導線一分為二，兩股導線分別與下一股導線相連接，所述每個分支處導線連接后用膠布裹好，所述每個分支節點的導線連接外設有鋼管分支器；所述導線末端均連接到數據采集接頭，數據采集接頭再連接到數據接收采集器。
2.根據權利要求1所述的基于樹突式的數據采集裝置，其特征在于所述鋼管分支器為兩個半片分支器，其內采用一孔道分散成兩孔道，將導線嵌合在孔道，蓋和兩片分支器通過緊固螺栓緊固成一體。
3.根據權利要求1或2所述的基于樹突式的數據采集裝置，其特征在于所述埋放最深處的導線外設有保護套，該導線為單股導線。
4.一種基于樹突式的數據采集方法，其特征在于在連接導線及埋放數據檢測器前， 根據所埋置深度，確定分支節點間距；在分支節點處把導線一分為二，即銅絲一股分成兩股，與下一股導線相連接，然后把兩股銅絲分別用膠布裹好，依次連接導線直至達到地面以上，測量采集數據。
5.根據權利要求4所述的基于樹突式的數據采集方法，其特征在于包括以下步驟第一步、根據數據檢測儀器所埋置深度，以及預期數據采集數即導線股數n，確定導線分支節點；第二步、在導線分支節點處，將導線內銅絲一分為二，分別與下一段導線相連接，并用膠布裹好，防止兩股銅絲觸碰；第三步、把裹好膠布的導線放置鋼管分支器的孔道內，用緊固螺栓將鋼管分支器緊固， 保護導線薄弱節點；第四步、布置好儀器和導線后，將其隨鋼筋籠或者柱子放入地下層，以用于檢測數據； 在使用中，將數據接收采集儀所測量的數據進行處理。
6.根據權利要求5所述的基于樹突式的數據采集方法，其特征在于所述導線股數η 取值為4或者8，即若η = 4，則分支節點間距大致取于d/3處；若n = 8，則分支節點間距大致取于d/4處。
7.根據權利要求5所述的基于樹突式的數據采集方法，其特征在于所述的數據處理， 將數據接收采集儀所測量到的數據，采用加權平均值或者自定義權重求均值。
8.根據權利要求5所述的基于樹突式的數據采集方法，其特征是從數據檢測儀器到最深處分支節點之間，采用單股導線，并使用保護套對其保護。
9.根據權利要求5所述的基于樹突式的數據采集方法，其特征是所述鋼管分支器為兩個半片分支器，其內采用一孔道分散成兩孔道，將導線嵌合在孔道，蓋和兩片分支器并通過緊固螺栓緊固成一體。
全文摘要
本發明公開一種基于樹突式的數據采集方法及裝置，在連接導線及埋放數據檢測器前，根據所埋置深度，確定分支節點間距；在分支節點處把導線一分為二，即銅絲一股分成兩股，與下一股導線相連接，然后把兩股銅絲用膠布裹好，依次連接導線直至達到地面以上。本發明通過采用樹突式信息分散傳遞模式，大大提高了采集數據信息的成功率，即使某單一導線的破壞，也能有效采集到數據，提高了數據采集的安全性。再則，在一分為二的分支節點處，對關鍵易損部位進行加固保護，使導線具有更好的安全性。最后，所采集到的不同數據根據各具體要求情況，取加權平均值或者自定義權重求均值來作為最終的參數，提高所采集數據的可靠性。
文檔編號E02D1/00GK102518109SQ201110419239
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者方從啟, 朱俊峰, 朱杰 申請人:上海交通大學