The invention relates to a fixed intelligent inclinometer, a system and an implementation method. The inclinometer comprises a cylindrical cavity. A microelectromechanical inclinometer is arranged at the upper, middle and lower positions of the cylindrical cavity. An active radio frequency identification data transmission module and a power supply module are arranged near the microelectromechanical inclinometer located in the middle part of the cylindrical cavity. The three micro-electro-mechanical inclination sensors are connected with the micro-control unit module. The two micro-electro-mechanical inclination sensors located in the upper and lower positions are connected with the micro-control unit through the central axis cable. The micro control unit module is connected with the external data acquisition terminal through the active radio frequency identification data transmission module. The inclinometer simplifies the layout of the monitoring system, enhances its ease of use, and improves the accuracy of monitoring the state changes of inclination and horizontal displacement of underground space structures.
【技术实现步骤摘要】
一种固定式智能测斜仪、系统和实施方法
本专利技术属于工程安全监测领域,具体涉及一种固定式智能测斜仪、系统和实施方法。
技术介绍
随着现代化建设的进一步深入,我国正逐步加大力度进行基础工程建设,包括大量交通工程、水利水电工程、矿山矿井工程等在内的基础设施。在这些工程的建设过程中,不可避免地要对地下空间进行改造利用,例如隧道、基坑、山体边坡等的开挖。因此为了确保施工过程的顺利开展,以及保障现场人员生命财产的安全,需要对地下工程涉及到的工程结构和地质岩土环境进行必要的稳定性安全监测。测斜仪是一种测定地下空间水平位移的原位监测仪器,它是目前应用于水利水电、交通建设、基坑开挖等岩土工程深部位移最主要的监测手段。目前深部测斜仪的主要使用方式包括人工提拉式和自动化固定式。自动化固定式测斜仪方案选择将多个测斜仪埋置在测斜管中,通过线缆将数据传输至地面数采模块再上传至远程服务器,但是,由于固定式测斜仪采用与人工测斜仪相同的结构尺寸设计,主要为一根长约1m,直径约27-30mm的杆件,内置一个伺服式或振弦式倾角传感器,测量数据通过与测斜仪连接的线缆传输至数据解调存储设备(如图5所示)。缺点在于一是仅利用一个倾角传感器的监测数据代表跨度1m距离的变形,存在一定主观误差;二是整个设备冗杂繁重,即不利于移动使用,也不利于固定安装,且测斜杆的体积和质量以及线缆的复杂性限制了测斜仪布设的数量,不仅降低了深部监测的连贯性,也加剧了设备布设和重置维修的困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术拟解决的技术问题是,提供一种固定式智能测斜仪、系统和实施方法。该测斜仪中引入射频识别无线数据 ...
【技术保护点】
1.一种固定式智能测斜仪,包括圆柱形腔体,其特征在于,在圆柱形腔体内的上、中、下位置均布置有一个微机电倾角传感器,位于中部的微机电倾角传感器附近设有有源射频识别数据传输模块、电源模块和微控制单元模块,有源射频识别数据传输模块、电源模块和微控制单元模块集成在一个IC电路板上,三个微机电倾角传感器均与微控制单元模块连接,位于上、下位置的两个微机电倾角传感器均通过中轴线线缆连接微控制单元模块,电源模块为整个测斜仪供电;所述微控制单元模块通过有源射频识别数据传输模块与外部的数据采集端连接;微控制单元模块能进行电源模块功耗管理、接受处理远程控制指令、激活和休眠IC电路板、采集三个微机电倾角传感器的监测数据。
【技术特征摘要】
1.一种固定式智能测斜仪,包括圆柱形腔体,其特征在于,在圆柱形腔体内的上、中、下位置均布置有一个微机电倾角传感器,位于中部的微机电倾角传感器附近设有有源射频识别数据传输模块、电源模块和微控制单元模块,有源射频识别数据传输模块、电源模块和微控制单元模块集成在一个IC电路板上,三个微机电倾角传感器均与微控制单元模块连接,位于上、下位置的两个微机电倾角传感器均通过中轴线线缆连接微控制单元模块,电源模块为整个测斜仪供电;所述微控制单元模块通过有源射频识别数据传输模块与外部的数据采集端连接;微控制单元模块能进行电源模块功耗管理、接受处理远程控制指令、激活和休眠IC电路板、采集三个微机电倾角传感器的监测数据。2.根据权利要求1所述的固定式智能测斜仪,其特征在于,腔体在安装有微机电倾角传感器的位置处采用具有高强度的非金属材料制成,腔体的其他位置为不锈钢材料制成。3.根据权利要求2所述的固定式智能测斜仪,其特征在于,所述非金属材料为强度不小于345MPa的玻璃纤维增强复合材料;所述电源模块为可充电电池。4.根据权利要求1所述的固定式智能测斜仪,其特征在于,智能测斜仪的监测原理过程是:根据腔体的倾斜状态,三块微机电倾角传感器分别获得不同部位的倾角值θ1、θ2、θ3,取三者的平均值作为该智能测斜仪的倾斜角θ:θ=(θ1+θ2+θ3)/3则单个智能测斜仪测得的水平位移值S为:S=L×sinθ,其中L为智能测斜仪的长度。5.一种固定式智能测斜仪系统,采用权利要求1所述的智能测斜仪,其特征在于,该系统包括数据采集基站、远程服务器和终端设备,所述数据采集基站包括移动通信模块、射频信号识别芯片,通过移动通信模块与远程服务器进行数据传递,通过射频信号识别芯片与测斜仪中的有源射频识别数据传输模块进行数据传递;数据采集基站与位于最上方的测斜仪通过线缆连接,数...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙子正,董威,马国伟,闫晓,张一鸣,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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