專利名稱：一種無線點(diǎn)式測斜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點(diǎn)式測斜儀，尤其涉及一種無線點(diǎn)式測斜儀，屬于檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路、公路及其它基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展期。水利設(shè)施、路基、橋隧等工程損壞事故常有發(fā)生，給國家財產(chǎn)及人民生命安全帶來了巨大損失， 因此，工程安全監(jiān)測的重要性日益得到國家及各行業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管監(jiān)測部門的重視。點(diǎn)式測斜儀廣泛用于監(jiān)測大壩、巖土工程建筑物及地基的傾斜變形，適用于混凝土壩、土石壩等水工建筑物，也適用于工業(yè)與民用建筑、道路、橋梁、隧道、路基、土建基坑、 邊坡等各類工程中，用以監(jiān)測其傾斜角的變化量。該儀器配合安裝底座可反復(fù)使用，可布設(shè)于結(jié)構(gòu)物進(jìn)行永久觀測?，F(xiàn)階段，點(diǎn)式測斜儀主要由測斜傳感器部件及信號變送器單元組成。測斜儀傳感器部件主要有機(jī)械式和電子式兩種。信號變送器單元一般采用220V交流電源、蓄電池或者太陽能電池組供電，與上位機(jī)或數(shù)據(jù)采集單元的通信一般采用有線方式，例如RS485總線方式、RS232總線方式及USB總線方式。信號變送器單元和傳感器部件一般封裝成一個整體，預(yù)留外部電源及通信引線，現(xiàn)場安裝后再接入相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單元，然后再將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測主機(jī)。現(xiàn)有的點(diǎn)式測斜儀需要外部的電源供給，采用有線通信方式，需要鋪設(shè)相應(yīng)的工業(yè)電纜，安裝不便，維護(hù)成本也較高；當(dāng)需安裝的點(diǎn)式測斜儀較多時，空間分布受制于引線長度，需要配備較多的數(shù)據(jù)采集單元，安裝靈活度不夠。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低功耗的無線點(diǎn)式測斜儀，解決高邊坡等工程安全監(jiān)測應(yīng)用中電源及通信電纜鋪設(shè)困難，安裝不便，維護(hù)成本高的問題，進(jìn)一步解決安裝的點(diǎn)式測斜儀較多時，空間分布受制于引線長度，需要配備較多的數(shù)據(jù)采集單元，安裝靈活度不夠， 多個點(diǎn)式測斜儀組建傳感器網(wǎng)絡(luò)難的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，包含與監(jiān)測主機(jī)無線通信的測斜主控電路，與所述測斜主控電路連接的測斜傳感器部件，與所述測斜主控電路連接的SMA接口通用天線， 上述各部件均設(shè)在保護(hù)罩與安裝底板形成的密封空間內(nèi)。所述測斜傳感器部件包含測斜傳感器。所述測斜主控電路包含向所述測斜主控電路、所述測斜傳感器供電的電池組。所述測斜主控電路還包含微控制器，與所述電池組連接的電源電路、測量電源電路、電池電壓測量電路，
與所述電源電路連接的ZigBee通信電路、時鐘電路、存儲電路，設(shè)在所述測斜傳感器與所述微控制器之間的測量電路。所述微控制器與所述測量電源電路、電池電壓測量電路、ZigBee通信電路、時鐘電路、存儲電路、測量電路均信號傳遞，由微控制器根據(jù)監(jiān)測主機(jī)的命令控制各電路完成被測物的傾斜變形情況的測量。所述電池組為多節(jié)普通5號堿性干電池。所述ZigBee通信電路與所述SMA接口通用天線連接。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果本發(fā)明選用低功耗器件，且采用了多重低功耗設(shè)計，因此裝置內(nèi)部可采用4節(jié)普通5號堿性干電池作供電電源，正常工作時間大于1年，只需一年更換一次電池，現(xiàn)場采購便利，安裝方便。由于采用了 ZigBee通信技術(shù)，無線通信距離大于500米，裝置無任何外接電源、通信引線及其他外部引線，經(jīng)過合理的封裝設(shè)計，解決了高邊坡等工程安全監(jiān)測應(yīng)用中電源及通信電纜鋪設(shè)困難，安裝不便，維護(hù)成本高的問題，極大降低了安裝以及維護(hù)成本，在高邊坡等工程應(yīng)用中有顯著優(yōu)點(diǎn)。此外，ZigBee技術(shù)的應(yīng)用，使本發(fā)明具有網(wǎng)絡(luò)自組織功能，易于組成個人局域網(wǎng)絡(luò)，多個低功耗無線點(diǎn)式測斜儀可方便的按要求布置成分布式無線測斜傳感器網(wǎng)絡(luò)，且只需共用一個網(wǎng)絡(luò)管理單元，降低了系統(tǒng)成本，解決了單個點(diǎn)式測斜儀無法準(zhǔn)確反映被測物的傾斜變形情況的問題，從而形成低成本、低維護(hù)費(fèi)用的大規(guī)模的分布式測斜傳感器網(wǎng)絡(luò)。
圖1為本發(fā)明工作原理圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中測斜主控電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的無線點(diǎn)式測斜儀安裝在被測結(jié)構(gòu)物上，被測結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的傾斜變形，通過安裝架傳遞給測斜傳感器。無線點(diǎn)式測斜儀內(nèi)的測斜傳感器感應(yīng)傾斜變化，輸出與傾斜變化相對應(yīng)的電壓信號。無線點(diǎn)式測斜儀通過無線ZigBee通信技術(shù)接收來自遠(yuǎn)端監(jiān)測主機(jī)的命令，可根據(jù)命令設(shè)定的時間和測量周期進(jìn)行測量操作，通過內(nèi)部高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片測量得到電壓信號的數(shù)值，然后將獲取的電壓測量值發(fā)送至監(jiān)測主機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理或?qū)y量值進(jìn)行存儲。圖1所示為本發(fā)明工作原理圖，無線點(diǎn)式測斜儀內(nèi)的測斜傳感器采用伺服加速度計，測量重力矢量g在傳感器軸線垂直面上分量大小。當(dāng)加速度計敏感軸與水平面存在一個θ角時，將引起輸出電壓的改變。被測對象的測斜變形量與測斜傳感變送器輸出的電壓呈對應(yīng)關(guān)系，同時該電壓測量值的正負(fù)可顯示出以零點(diǎn)為基準(zhǔn)值的測斜角度變化方向。無線點(diǎn)式測斜儀可布設(shè)為一個測量單元獨(dú)立工作，亦可多支連續(xù)布設(shè)得到被測結(jié)構(gòu)物的各段傾斜量，據(jù)此將結(jié)構(gòu)物的變形曲線描述出來。若在被測物上安裝成二維方向，可測量結(jié)構(gòu)物的二維變形。(1)當(dāng)被測對象發(fā)生傾斜變形時，無線點(diǎn)式測斜儀將同步感受其變形，其傾斜角度變化量△ θ與輸出的電量讀數(shù)具有如下計算公式
權(quán)利要求
1.一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，包含與監(jiān)測主機(jī)無線通信的測斜主控電路，與所述測斜主控電路連接的測斜傳感器部件，與所述測斜主控電路連接的SMA接口通用天線，上述各部件均設(shè)在保護(hù)罩與安裝底板形成的密封空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述測斜傳感器部件包含測斜傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述測斜主控電路包含向所述測斜主控電路、所述測斜傳感器供電的電池組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述測斜主控電路還包含微控制器，與所述電池組連接的電源電路、測量電源電路、電池電壓測量電路，與所述電源電路連接的ZigBee通信電路、時鐘電路、存儲電路，設(shè)在所述測斜傳感器與所述微控制器之間的測量電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述微控制器與所述測量電源電路、電池電壓測量電路、ZigBee通信電路、時鐘電路、存儲電路、測量電路均信號傳遞。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述電池組為多節(jié)普通5號堿性干電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無線點(diǎn)式測斜儀，其特征是，所述ZigBee通信電路與所述SMA接口通用天線連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線點(diǎn)式測斜儀，包含與監(jiān)測主機(jī)無線通信的測斜主控電路，與測斜主控電路連接的測斜傳感器部件，與測斜主控電路連接的SMA接口通用天線，上述各部件均設(shè)在保護(hù)罩與安裝底板形成的密封空間內(nèi)。本發(fā)明采用普通5號堿性干電池作供電電源，正常工作時間大于1年，現(xiàn)場采購便利，安裝方便。采用ZigBee通信技術(shù)，裝置無外接電源及外部引線，解決了高邊坡等工程安全監(jiān)測應(yīng)用中電源及通信電纜鋪設(shè)困難，安裝不便，維護(hù)成本高的問題，在高邊坡等工程應(yīng)用中優(yōu)點(diǎn)顯著；多個無線點(diǎn)式測斜儀可方便的按要求布置成分布式無線測斜傳感器網(wǎng)絡(luò)，且只需共用一個網(wǎng)絡(luò)管理單元，解決了單個點(diǎn)式測斜儀無法準(zhǔn)確反映被測物的傾斜變形情況的問題。
文檔編號G08C17/02GK102305620SQ201110134678
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉煒銘, 華濤, 廖占勇, 李之中, 李桂平, 藍(lán)彥 申請人:南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院