振冲器工作参数测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及地基施工技术领域，具体涉及振冲器工作参数测量系统及方法，包括拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置，所述拉力传感装置设置在振冲器上端的缆绳处，所述温度传感装置和倾角传感装置设置在振冲器内；所述拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置与数据采集器电性连接，所述数据采集器与控制器无线通讯连接。目的在于通过在振冲器上部以及内部设置传感器，通过数据采集器采集振冲器的重要数据，并远程传输给控制器，达到远程监控的目的，能够保证操作人员无需在工作现场直接观测即可得知振冲器的工作状态，保证了现场操作人员的人身安全。人员的人身安全。人员的人身安全。

【技术实现步骤摘要】
振冲器工作参数测量系统及方法


[0001]本专利技术属于地基施工
，具体涉及振冲器工作参数测量系统及方法。

技术介绍

[0002]振冲器是振冲法施工中的特制机具。它产生水平向振动力振挤填料及周围土体，而达到提高地基承载能力、减少沉降量、增加地基稳定性、提高抗地震液化能力。振冲法施工时除了振冲器之外，尚需行走式起吊装置，泵送输水系统，控制操作台等。
[0003]在振冲施工现场需要实时监控许多重要参数，如振冲起吊装置的拉力、振冲器温度以及振冲器垂直角度。测量振冲起吊装置的拉力便可获得振冲器的运动状态以及安全情况；测得温度与垂直度便可了解振冲器的工作状态，便于工作人员进行结果分析与故障规避。在现今施工条件下，振冲起吊装置无法获取准确的拉力值，振冲器温度值与垂直角度均是由操作工人使用外部设备手动操作获取，且由于振动及干扰强等原因，传感器的数据准确性得不到保证。在这样的条件下获取实时参数的操作流程复杂且有误差。

技术实现思路

[0004]为了解决现有的振冲器无法直接获得其工作参数的问题，本专利技术提供了一种振冲器工作参数测量系统，该系统通过在振冲器上部以及内部设置传感器，通过数据采集器采集振冲器的重要数据，并远程传输给控制器，达到远程监控的目的，能够保证操作人员无需在工作现场直接观测即可得知振冲器的工作状态，保证了现场操作人员的人身安全。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：振冲器工作参数测量系统，包括拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置，所述拉力传感装置设置在振冲器上端的缆绳处，所述温度传感装置和倾角传感装置设置在振冲器内；所述拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置与数据采集器电性连接，所述数据采集器与控制器无线通讯连接。
[0006]优选的，所述控制器为车载平板，所述车载平板设置在振冲器吊车上，所述数据采集器与车载平板之间采用RS485传输数据。
[0007]优选的，所述数据采集器内包括AD转换模块、电源隔离模块、电源转换模块、主控芯片以及RS485外围电路；所述数据采集器上设置有外部供电接口、RS485通信接口以及传感器通信接口。
[0008]优选的，所述RS485芯片与主控芯片之间设置有信号隔离模块。
[0009]优选的，所述RS485外围电路上设置有信号隔离电路和防静电干扰电路。
[0010]优选的，所述拉力传感装置为拉力传感器，所述温度传感装置为温度传感器，所述倾角传感装置为倾角传感器；所述拉力传感器位于振冲器与缆绳的连接位置，所述温度传感器与振冲器相接触，所述倾角传感器与振冲器柱面处于同一平面。
[0011]振冲器工作参数测量方法，采用上述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于，包括以下步骤：
[0012]S1：拉力传感装置、倾角传感装置和温度传感装置采集一段时间内所测得振冲器
上吊绳的拉力值、振冲器的倾角值和温度值，并将所测得的所有拉力值、倾角值和温度值传输给数据采集器；所述数据采集器将采集到的拉力值、倾角值和温度值存储在数据库中；
[0013]S2：控制器将控制指令发送给数据采集器，所述数据采集器对控制指令进行校验，若校验后控制指令有效，则对控制指令进行解析，并将存储的数据包上传给控制器，执行S3；若校验后控制指令无效，则执行S4；
[0014]S3：所述控制器根据拉力平均算法计算拉力终值，和/或根据长时间概率云算法进行计算倾角终值，并将计算后的数值传输至显示器显示；所述控制器将实时温度值传输至显示器显示；
[0015]S4：丢弃无效控制指令，等待下一组控制指令。
[0016]优选的，步骤S3中拉力平均算法的具体方法为：一段时间段内，拉力传感装置所测得的拉力值总和的平均值。
[0017]优选的，步骤S3中长时间概率云算法的具体方法为：一段时间段内，测量倾角传感装置输出值所出现的概率大小，对出现数据的概率从大到小排序，去除小概率输出值和偏差大数据，对剩余的数据按照概率大小加权平均，从而获得倾角终值；所述小概率输出值为出现概率小于3～10％的数值，所述偏差大数据为偏差数据大于平均数据值
±
5～30％。
[0018]优选的，步骤S1中所采集到的拉力值、倾角值和温度值传输给数据采集器后，均进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的数据存放在结构体中；步骤S2中控制器所发出的控制指令存放在数据采集器的主控芯片DMA通道中，所述数据采集器接收控制器的控制指令后将控制指令存放于系统的消息队列中，并在一个队列中完成解析指令与打包上传。
[0019]本专利技术的有益之处在于：
[0020]1)振冲器吊车上配备车载平板(控制器)，能够让操作人员方便直接地观测到拉力、温度以及倾角等振冲器的施工参数，从而通过车载平板即可对振冲器的状态进行调整，避免了操作人员前往施工现场进行观察和测量，保障了操作人员的人身安全；
[0021]2)通过在数据采集器与控制器之间的RS485传输数据，能够保证数据传输的稳定性，且在数据采集器上搭载了拉力传感器、温度传感器以及倾角传感器接口，RS485外围电路上设计了隔离处理与抗干扰处理，对数据采集器内的数据均进行低通滤波处理，保证了信号传输的准确性；
[0022]3)采用拉力平均算法计算拉力终值，采用长时间概率云算法计算倾角终值，使得获得的拉力终值和倾角终值更加准确，避免了在工作过程中，由于振冲器的振动和晃动而导致的传输数据的不稳定性；将控制器传输的控制指令存放在数据采集器的DMA通道内，并在一个队列中完成解析指令与打包上传的操作，保证了车载平板与专用数据采集器通信的时效性与稳定性；
[0023]4)数据采集器根据控制器的控制指令，选择性打包上传数据，一方面避免了控制器内部存储数据量过大，另一方面也使得使用者更加直观的观测到所需要的数据，可以及时的对振冲器的状态进行调整；
[0024]5)数据采集器可以对控制指令进行解析判断，若指令正确则上传数据，若指令错误则将指令丢弃，等待下一组指令，可以避免在施工过程中的误操作。
附图说明
[0025]图1为专利技术的系统结构图；
[0026]图2为数据采集器结构示意图
[0027]图3为数据采集器工作流程图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]本专利技术适用于振冲器上的工作参数的采集，具体包括拉力、温度以及振冲器倾角参数。
[0030]如图1
‑
2所示，是振冲器工作参数测量系统，包括拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置，所述拉力传感装置设置在振冲器上端的缆绳处，所述温度传感装置和倾角传感装置设置在振冲器内；所述拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置与数据采集器电性连接，在数据采集器上设置有外部供电接口、RS485通信接口以及传感器通信接口，所述数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.振冲器工作参数测量系统，其特征在于：包括拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置，所述拉力传感装置设置在振冲器上端的缆绳处，所述温度传感装置和倾角传感装置设置在振冲器内；所述拉力传感装置、温度传感装置和倾角传感装置与数据采集器电性连接，所述数据采集器与控制器无线通讯连接。2.根据权利要求1所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于：所述控制器为车载平板，所述车载平板设置在振冲器吊车上，所述数据采集器与车载平板之间采用RS485传输数据。3.根据权利要求2所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于：所述数据采集器内包括AD转换模块、电源隔离模块、电源转换模块、主控芯片以及RS485外围电路；所述数据采集器上设置有外部供电接口、RS485通信接口以及传感器通信接口。4.根据权利要求3所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于：所述RS485芯片与主控芯片之间设置有信号隔离模块。5.根据权利要求4所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于：所述RS485外围电路上设置有信号隔离电路和防静电干扰电路。6.根据权利要求5所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于：所述拉力传感装置为拉力传感器，所述温度传感装置为温度传感器，所述倾角传感装置为倾角传感器；所述拉力传感器位于振冲器与缆绳的连接位置，所述温度传感器与振冲器相接触，所述倾角传感器与振冲器柱面处于同一平面。7.振冲器工作参数测量方法，采用上述权利要求1
‑
6任一项所述的振冲器工作参数测量系统，其特征在于，包括以下步骤：S1：拉力传感装置、倾角传感装置和温度传感装置采集一段时间内所测得振冲器上吊绳的拉力值、振冲器的倾角值和温度值，并将所测得的所有拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李果，蒋小春，杜鹏侠，陈涛，王兆明，闫生存，李萌，
申请(专利权)人：成都中大华瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：