测斜仪检测机制

技术领域

本发明涉及基坑测斜技术领域，具体为测斜仪检测机制。

背景技术

在增加城市生活空间的过程中，增加楼层和扩充地下室楼层都可以有效地提高土地的利用率，以达到增加生活空间的目的。随着施工地扩建，建设过程中也开始出现较为棘手的问题，也更容易发生危险，所以现在工程安全的重要性变得更为重要。基坑是在建筑工地中基础建设所制造的土坑，需要通过现场的条件来进行挖掘，为施工提供必要的空间。在当前的基坑监测过程中，大多还是通过人工拉升的方法进行测量。测量人员在测量过程中需要进行繁琐的操作才能对基坑进行测量、且得到的数据还不够准确。所以设计可以自动进行测量的便携式测斜仪有很大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供测斜仪检测机制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一方面，测斜仪检测机制，测斜仪检测机制包括以下步骤：

S1,将测斜仪探头置入基坑内预埋设的测斜管底部，执行步骤S2；

S2，对测斜仪探头进行故障检测，执行步骤S3；

S3，启动电机，电机带动线缆上升，线缆上每间隔距离M1就设置有磁块，线缆带动测斜仪探头从测斜管底部平稳上升一定距离后，线缆上的第一个磁块经过放置于基坑口的检测装置，检测装置检测到磁块并向主控器发送控制信号，执行S4；

S4，主控器接收到信号后，先控制电机停止拉升线缆，再向测斜仪探测发送启动信号，测斜仪探头测量所在高度的基坑倾角信息，并将采集到的角度信息发送给主控器，执行步骤S5；

S5，主控器接收测斜仪探头采集到的数据的时间为T1，T1时间后，主控器控制测斜仪探头关闭，主控器停止接收测斜仪探头的数据，并从已接收的数据中选取最为接近的5组数据，并将五组数据求平均值得到测斜仪探头所在高度的最终基坑倾角P1，主控器将P1进行存储并通过显示屏显示，执行步骤S6；

S6，主控器控制电机继续运行，测斜仪探头上升M1距离后，磁块再次经过检测装置时，检测装置检测到磁块并向主控器发送控制信号，重复执行S4，得到P2、P3、P4、、PN，PN为最后一个磁块经过检测装置时主控器根据测斜仪探头得到的数据，执行步骤S7；

S7，主控器根据P1、P2、P3、、、PN的数据，绘制基坑倾角走势图，并显示在显示屏上，完成基坑倾角测量。

进一步的，所述检测装置采用霍尔传感器。

进一步的，所述检测装置与主控器之间通过2.4G-E01-ML01SP4连接，测斜仪探头与主控器之间通过RS485通信协议连接。

进一步的，所述步骤S7中，还将根据基坑倾角走势图，在连续同一变化趋势区间内，计算该区间内的第一个倾角值与最后一个倾角值的差值，以及计算P1与PN的倾角差值，并将计算结果显示在显示屏上。

进一步的，所述步骤S2中，故障检测的手段为，使用一个磁块使其通过检测装置，看主控器能否连续接收到检测仪探头采集到的数据，如果能，则没有故障，如果不能，则表明出现故障，需要对检测装置、测斜仪探头以及主控器进行检查或者更换。

另一方面，基坑倾斜角度测斜仪，包括线缆、控制系统；所述线缆的一端设置有测斜仪探头，所述测斜仪探头采用倾角传感器，线缆上等间隔设置若干磁块，线缆的另一端与电机的输出轴连接；

所述倾角传感器通过第二通讯模块与主控器连接，所述主控器通过第一通讯模块与霍尔传感器连接，所述霍尔传感器设置于待测量基坑的出口位置，当磁块的高度与所述霍尔传感器的高度一致时，磁块触发霍尔传感器信号后主控器向倾角传感器发送信号，倾角传感器开始测量，得到与所述倾角传感器同一高度的待测量深坑的倾角参数，并将测量参数发送给主控器；

所述主控器还连接有电机驱动模块，电机驱动模块与电机连接；

所述主控器还连接有存储模块、绘图模块。

进一步的，所述主控器还连接有时钟模块，所述时钟模块内预设有第一时间参数T1。

进一步的，所述电机上还设置有震动传感器，震动传感器与主控器连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一个创新点在于，通过在线缆上设置磁块，并通过检测装置检测磁块以及通过电机拉升线缆的设计，实现自动采集数据，自动拉升线缆的目的，使用霍尔传感器进行距离计数，触发主控器发送信息，控制测斜仪探头的移动并自动进行状态检测和数据发送，使繁琐的测量过程，实现自动化且减少了人为的误差和提高了精度，并极大的节约了人力成本。

2、在上述基础上，对采集到的数据进行筛选计算，得到最接近真实值的数据，减少由于环境或者设备导致的误差，使得测量的结果更为精准。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的系统图；

图3为本发明主控器MAX487与通讯模块连接的原理图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一方面，测斜仪检测机制，测斜仪检测机制包括以下步骤：

S1,将测斜仪探头置入基坑内预埋设的测斜管底部，执行步骤S2；

S2，对测斜仪探头进行故障检测，执行步骤S3；

S3，启动电机，电机带动线缆上升，线缆上每间隔距离M1就设置有磁块，线缆带动测斜仪探头从测斜管底部平稳上升一定距离后，线缆上的第一个磁块经过放置于基坑口的检测装置，检测装置检测到磁块并向主控器发送控制信号，执行S4；

S4，主控器接收到信号后，先控制电机停止拉升线缆，再向测斜仪探测发送启动信号，测斜仪探头测量所在高度的基坑倾角信息，并将采集到的角度信息发送给主控器，执行步骤S5；

S5，主控器接收测斜仪探头采集到的数据的时间为T1，T1时间后，主控器控制测斜仪探头关闭，主控器停止接收测斜仪探头的数据，并从已接收的数据中选取最为接近的5组数据，并将五组数据求平均值得到测斜仪探头所在高度的最终基坑倾角P1，主控器将P1进行存储并通过显示屏显示，执行步骤S6；

S6，主控器控制电机继续运行，测斜仪探头上升M1距离后，磁块再次经过检测装置时，检测装置检测到磁块并向主控器发送控制信号，重复执行S4，得到P2、P3、P4、、PN，PN为最后一个磁块经过检测装置时主控器根据测斜仪探头得到的数据，执行步骤S7；

S7，主控器根据P1、P2、P3、、、PN的数据，绘制基坑倾角走势图，并显示在显示屏上，完成基坑倾角测量。

本方案的工作原理简述：

如图1所示，在本发明中，用户将测斜仪探头放置到预埋设在基坑内的测斜管内，测斜管探头两侧固定设置有导轮，测斜管内壁上设置有两条滑槽，导轮与滑槽滑动连接，当测斜仪探头到达测斜管底部时，需要进行故障检测，用户先使用一个磁块经过检测装置，在各个设备都正常的情况下，显示屏上应该会得到一个倾斜角数据，如果有，则各部分正常工作，如果没有，则需要用户对检测装置、测斜仪探头、主控器、通讯模块这四个部分进行检查，故障检测完毕后，用户启动电机，电机带动线缆上升，线缆带动测斜仪探头上升，随着线缆从测斜管内逐渐出来，线缆上的第一个磁块经过检测装置，由于检测装置采用霍尔传感器，霍尔传感器能感应到磁场变化，当有磁块通过时，霍尔传感器向主控器发送一个控制信号，主控器接收到信号后，先控制电机停止拉升，再向测斜仪探头发送一个启动信号，测斜仪探头接收到启动信号后，开始采集所处高度的倾角信息，当测斜仪探头开始工作后，主控器就开始计时，当计时时间达到T1后，T1可设定为2秒钟，当数据采集时间达到2秒后，主控器向测斜仪探头发送关闭指令，此时主控器接受到了一系列数据，从这些数据中，主控器选取最为接近的5个数据，比如：主控器接收到的数据为1.1、1.2、1.4、1.3、1.5、1.6、1.4、1.3、1.7、1.0、1.6，那么主控器就选择1.3、1.3、1.2、1.4、1.4这五组数据，并对这5组数据求平均值得到1.32，将1.32作为P1，保存在存储模块中，并且显示在显示屏上，然后主控器控制电机继续运行，测斜仪探头接下来每上升0.5米会进行一次数据采集，因为磁块之间的间隔设定为0.5米，当最后一个数据PN采集完成后，主控器根据P1到PN的倾角数据，采用绘图软件绘制P1到PN的倾角走势图，然后根据倾角走势图，在连续同一变化区间内，比如：倾角数据为1.2、1.3、1.4、1.5、1.5、1.3、1.1、1.6，那么1.2、1.3、1.4、1.5就是连续同一变化区间，为增长区间，1.5、1.3、1.1就是连续同一变化区间，为降低区间，主控器计算同一变化区间初始倾角和最终倾角的差值，以上述的增长区间为例，就是计算1.2与1.5的差值，这些数据同样会显示在显示屏上，方便用户了解基坑的倾角变化走势。

进一步的，所述检测装置采用霍尔传感器。

进一步的，所述检测装置与主控器之间通过2.4G-E01-ML01SP4连接，测斜仪探头与主控器之间通过RS485通信协议连接，RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。

进一步的，所述步骤S7中，还将根据基坑倾角走势图，在连续同一变化趋势区间内，计算该区间内的第一个倾角值与最后一个倾角值的差值，以及计算P1与PN的倾角差值，并将计算结果显示在显示屏上。

进一步的，所述步骤S2中，故障检测的手段为，使用一个磁块使其通过检测装置，看主控器能否连续接收到检测仪探头采集到的数据，如果能，则没有故障，如果不能，则表明出现故障，需要对检测装置、测斜仪探头以及主控器进行检查或者更换。

另一方面，基坑倾斜角度测斜仪，包括线缆、控制系统；所述线缆的一端设置有测斜仪探头，所述测斜仪探头采用倾角传感器，线缆上等间隔设置若干磁块，线缆的另一端与电机的输出轴连接；

所述倾角传感器通过第二通讯模块与主控器连接，所述主控器通过第一通讯模块与霍尔传感器连接，所述霍尔传感器设置于待测量基坑的出口位置，当磁块的高度与所述霍尔传感器的高度一致时，磁块触发霍尔传感器信号后主控器向倾角传感器发送信号，倾角传感器开始测量，得到与所述倾角传感器同一高度的待测量深坑的倾角参数，并将测量参数发送给主控器；

所述主控器还连接有电机驱动模块，电机驱动模块与电机连接；

所述主控器还连接有存储模块、绘图模块。

如图2所述，本发明中，将测斜仪探头放置入基坑内埋设的测斜管的底部，待测斜仪然后手动启动测斜仪探头，确认测斜仪探头能否稳定获得角度数据，确认能够获得数据后，启动电机，电机带动输出轴转动，线缆上升，线缆带动探测头上升，上升0.5米后，线缆上的磁块经过设置在基坑口的霍尔传感器时，霍尔传感器检测到磁块，通过第一通讯模块发送信号给主控器，主控器接收到信号后，先通过继电器模块关闭电机，再通过第二通讯模块向测斜仪探头发送信号，测斜仪探头将采集到的数据再通过第二通讯模块发送给主控器，主控器接收数据并保存，同时将数据显示在显示屏上，然后主控器再控制继电器模块启动电机，电机继续带动线缆上升，直到下一个磁块经过霍尔传感器时，再停止拉升，进行下一次测量，以此完成对整个基坑的测量，得到基坑的倾角角；在测量过程中，电机运行时，震动传感器检测电机的震动频率以及震动幅度，并将检测到的数据发送给主控器，主控器根据预设的振动幅度频率阈值进行比较分析，当电机实时震动幅度以及频率超过预设的阈值时，主控器通过继电器模块关闭电机，同时控制第二继电器模块启动报警装置进行报警，提醒工作人员对电机进行检查维修，如图3所示，主控器采用MAX487芯片。

进一步的，所述主控器还连接有时钟模块，所述时钟模块内预设有第一时间参数T1，T1为主控器接收测斜仪探头数据的时间。

进一步的，所述电机上还设置有震动传感器，震动传感器与主控器连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。