基于光學測距的靜力水準系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光電測量技術領域，特別是涉及一種基于光學測距的靜力水準系統。
【背景技術】
[0002]靜力水準儀是用于測量不同位置的相對沉降的精密儀器，主要用于大型建筑工程如摩天大樓、水電站、大壩、礦山、橋梁等結構的多個監測點的沉降監測。靜力水準儀的基本原理是根據靜止液面在重力作用下保持在同一水平面的特性，將各個監測點的容器用管道連通起來，當各個監測點的容器處于同一個水平面上時，這些容器中的液位值都相同，而當某個監測點發生沉降時，該監測點的容器中的液位值將高于其它容器中的液位值。根據這一原理，將平面的沉降問題轉換為對容器中液位的測量，由各個監測點容器中液體的相對液位值就可以得出各點相對參考平面的沉降值。
[0003]目前，靜力水準儀采用的測量方法主要包括:人工標尺測量法、磁致伸縮測量法和光纖光柵測量法。人工標尺測量法是最簡單直觀的方法，由人工利用標尺或者其他測量工具測出各個監測點的容器中的液位值，然后與參考容器中的液位值就可得到各個監測點的相對沉降值，該方法簡單直觀，安裝方便，但是工作量大，存在人工誤差，且無法實現自動測量，在實際中使用較少。磁致伸縮測量法是在每個容器中安裝磁致伸縮測量桿，通過超磁材料將每個容器的液位變化信息轉換為電信號，然后通過數據線將液位值傳輸到控制中心，控制中心將各個監測點容器中的液位值與參考容器中的液位值進行對比，得出各個監測點相對于參考面的沉降值，該方法精度高、容易實現自動化測量，但是需要通過大量數據線傳輸數據，安裝復雜，且價格較高，對安裝精度要求較高，因此適用性較差。光纖光柵測量法是在每個容器頂部安裝一個光纖光柵傳感器，該傳感器與液體中的浮筒相連，當容器中液位發生改變時，浮筒高度隨之改變，帶動光纖光柵傳感器參數改變。各個光柵通過光纖連接到控制中心，根據光纖中反射回來的光信號就可以解調出各個容器中的液位值，該方法可以實現全光測量，無需電路元件，盡管其抗干擾能力突出，但結構復雜、價格高昂、容易損壞，主要用于一些需要抗干擾的場合。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是提供一種基于光學測距的靜力水準系統，能夠實現高精度、自動化乃至區域組網的靜力水準監測。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種基于光學測距的靜力水準系統，包括設在參考點和監測點的封閉容器、安裝在封閉容器頂部的液位測量模塊和多個無線傳輸模塊以及設置在預定監測點的封閉容器上的服務器模塊，其中，所述參考點不發生沉降；所述封閉容器用于盛裝透明液體，且各封閉容器通過管道連通；所述液位測量模塊包括激光器和光電探測器，所述激光器用于向透明液體的液面發出激光，所述光電探測器用于接收透明液體的液面反射回來的激光，并根據反射激光得到透明液體的液位值；所述無線傳輸模塊與所述液位測量模塊連接，用于采集所述液位測量模塊得到的液位值，并通過無線傳輸方式將所述液位值發送到所述服務器模塊，所述多個無線傳輸模塊與所述服務器模塊構成一個局域網；所述服務器模塊用于接收各監測點的無線傳輸模塊發送的液位值，并根據接收到的液位值得到各監測點的相對沉降值，從而實現水準分析。
[0006]優選地，所述靜力水準系統還包括集成在服務器模塊中的無線通信公網接入模塊，所述服務器模塊還用于將各監測點的相對沉降值傳輸給所述無線通信公網接入模塊；所述無線通信公網接入模塊用于接入公網，并將各監測點的測量結果發送給遠端的區域控制中心，以實現區域遠程組網監測。
[0007]優選地，所述服務器模塊具體用于接收用戶預先輸入的采集間隔，并按照所述采集間隔向各監測點的無線傳輸模塊發出采集指令；所述無線傳輸模塊具體用于在接收到采集指令后，啟動所述液位測量模塊，采集所述液位測量模塊得到的液位值，并傳輸所述液位測量模塊采集到的液位值。
[0008]區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是:
[0009]1.由于利用光學測距原理，結構簡單，測量精度高，能精確測量出各個監測點封閉容器中的液位值；
[0010]2.液位測量模塊與封閉容器一體，安裝方便，穩定性好，保證各個液位測量模塊的一致性，極大地減小測量誤差；
[0011]3.各封閉容器中液位值測量采用非接觸式的激光測量，不與被測液體接觸，使用安全方便，無機械磨損，工作壽命長；
[0012]4.服務器模塊可以設置在其中一個封閉容器上，無需單獨規劃位置來安裝；
[0013]5.服務器模塊中集成了無線通信公網接入模塊，可實現針對多個監測區域的聯合組網在線監測；
[0014]6.服務器模塊與無線傳輸模塊之間采用無線方式傳輸數據，無需導線連接，安裝簡單、靈活、方便。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例的基于光學測距的靜力水準系統的結構框圖。
[0016]圖2是本發明實施例的基于光學測距的靜力水準系統的原理示意圖。
[0017]圖3是本發明實施例的基于光學測距的靜力水準系統的信號傳輸示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019]參見圖1，是本發明實施例的基于光學測距的靜力水準系統的結構框圖。靜力水準系統包括設在參考點和監測點的封閉容器1、安裝在封閉容器I頂部的液位測量模塊2和多個無線傳輸模塊3以及設置在預定監測點的封閉容器I上的服務器模塊4。監測點是需要監測沉降的點，參考點是預先選定的點，參考點不會發生沉降。監測點的數量越多，相應地，封閉容器I的數量也就越多。
[0020]封閉容器I用于盛裝透明液體，且各封閉容器I通過管道連通。其中，由于各封閉容器I通過管道連通，所以各封閉容器I中的透明液體可以相互流動，這樣所有封閉容器I中的液面就處于同一水平面上。當某個監測點發生沉降時，該監測點處的封閉容器I會隨之一起沉降，此時該封閉容器I中的液面就會低于參考點的封閉容器I中的液面，透明液體會從別的封閉容器I流入該沉降的封閉容器1，直到各封閉容器I中的液面再次處于同一水平面上。
[0021]液位測量模塊2包括激光器和光電探測器，激光器用于向透明液體的液面發出激光，光電探測器用于接收透明液體的液面反射回來的激光，并根據反射激光得到透明液