一種重力監(jiān)測沉降方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重力監(jiān)測沉降方法，屬于土木工程領(lǐng)域，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測行業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知沉降測試方法，通過測量沉降水箱的水位來確定被測物體的沉降。但液面的高度難以準(zhǔn)確測量.已知測試方法有超聲波法和激光測距法。
[0003]通過超聲波測量液面高低，但是測試誤差大，達(dá)1CM.激光測距法測試液體表面高度，不僅成本昂貴，且液面為透明或半透明物質(zhì)，難以反射激光.照成讀數(shù)困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種重力監(jiān)測沉降方法，通過液面高度變化，引起較大的重量變化，提高沉降系統(tǒng)的測試精度，使沉降測試精度達(dá)到0.1mm，同時(shí)能降低液面高度測試成本。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種重力監(jiān)測沉降方法:
首先多個(gè)支撐平臺(tái)固定在結(jié)構(gòu)的測試點(diǎn)上，支撐平臺(tái)水平安裝，將水箱放置在支撐平臺(tái)上，將水箱通過水管互連，水管在連接水箱處細(xì)管通過固定在墻體上的卡箍，水箱連接處細(xì)管采用細(xì)橡皮軟管，消除水箱和水管的相互作用力；
測試時(shí)，先往水箱內(nèi)灌入水，沉降測試時(shí)，各測試點(diǎn)出現(xiàn)了高低變化，引起水箱內(nèi)水位也出現(xiàn)變化，就引起水箱的重量變化；
由于細(xì)管不對水箱產(chǎn)生作用力，水箱的重量全部被支撐架承受；水箱橫截面積一定，通過支撐架測試水箱的重量的變化可以得到；水箱的液體的長度變化，就得出了它們的相對沉降。
[0006]相對沉降測量方法是取任意一個(gè)水箱做參考點(diǎn)，其他水箱以參考點(diǎn)來計(jì)算沉降。
[0007]稱重支撐架的內(nèi)部:電阻應(yīng)變片在受到壓力或拉申時(shí)，材料就會(huì)變形，這樣會(huì)引起電阻的變化產(chǎn)生約滿量程差動(dòng)電源；差動(dòng)信號(hào)送給A/D模塊，A/D模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過去抖后將重量值顯示在LED顯示屏上；
水箱高度變化的公式為:
Δ Η= Δ m/ (S*P)
Am為變化的重量 P為水的密度；
S為水箱的橫截面積。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
構(gòu)件沉降時(shí)，會(huì)引起沉降水箱的液面高度變化，液面高度變化，將引起水箱的重量變化.微小的高度變化，將引起重量的較大變化.這樣就可以較為準(zhǔn)確的得到液面的高度值。通過測試沉降水箱的重量變化，提高了沉降的測試精度。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明沉降測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的稱重支撐架(1.2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖1、2對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
首先多個(gè)支撐平臺(tái)1.2，固定在結(jié)構(gòu)的測試點(diǎn)上，支撐平臺(tái)1.2水平安裝，將水箱1.1放置在支撐平臺(tái)1.2上，將水箱通過水管1.4互連，水管在連接水箱處細(xì)管1.5通過固定在墻體上的卡箍1.3，水箱連接處細(xì)管1.5采用直徑為8_的細(xì)橡皮軟管，消除水箱1.1和水管1.3的相互作用力.測試時(shí)，先往水箱1.1內(nèi)灌入水.使水位達(dá)到水箱1.1的1/2左右.記錄每個(gè)水箱1.1的重量.當(dāng)測試點(diǎn)出現(xiàn)相對沉降時(shí)，各測試點(diǎn)出現(xiàn)了高低變化，引起水箱1.1內(nèi)水位也出現(xiàn)變化，就引起水箱1.1的重量變化.由于細(xì)管1.5為橡皮細(xì)管，不對水箱1.1產(chǎn)生作用力，水箱1.1的重量全部被支撐架1.2承受.通過支撐架1.2測試水箱1.1的重量的變化可以得到.水箱1.1的液體的長度變化，就得出了它們的相對沉降.相對沉降測量方法是取，任意一個(gè)水箱1.1做參考點(diǎn).其他水箱1.1以參考點(diǎn)來計(jì)算沉降.稱重支撐架1.2的內(nèi)部框圖如圖2所示，電阻應(yīng)變片2.1在受到壓力或拉申時(shí)，材料就會(huì)變形，這樣會(huì)引起電阻的變化，電阻應(yīng)變片2.1選用1200歐電阻，對電阻應(yīng)變片2.1采用10V的激勵(lì)電壓，產(chǎn)生約2mV/V的滿量程差動(dòng)電源.差動(dòng)信號(hào)送給A/D模塊2.2，A/D模塊2.2選用24位ADC芯片HX711.A/D模塊2.2將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳給單片機(jī)2.3:MSP430, MSP430通過去抖后將重量值顯示在LED顯示屏2.4上.由于滿量程變化為2mV/V，10V的變化為20mV，即0.02V,使用24為ADC HX711可達(dá)到1/10000的分辨率.水箱重量的變化的公式為:，
Δπι= Δ V^PAm為變化的重量
AV為液面變化的體積，為液面變化高度和面積的乘積 P為水的密度
用水箱1.1采用直徑為150mm的圓柱體，當(dāng)水箱1.1位置下沉高度為1mm時(shí)，已知水的密度為1.0X103千克/米3，代入上式子得到Am等于70克。
[0011]水箱1.1自重3kg水箱高度為200mm，裝滿水箱重25Kg.選用量程為30kg精度為1/10000的精度電子坪，傳感器.它的誤差為3克。
[0012]當(dāng)水箱1.11mm的高度變化，重量變化為70克，既當(dāng)水箱變化0.1mm時(shí)候，變化為7克，可測量到0.1mm的液面變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重力監(jiān)測沉降方法，其特征在于: 首先多個(gè)支撐平臺(tái)(1.2)固定在結(jié)構(gòu)的測試點(diǎn)上，支撐平臺(tái)(1.2)水平安裝，將水箱(1.1)放置在支撐平臺(tái)(1.2)上，將水箱(1.1)通過水管(1.4)互連，水管在連接水箱處細(xì)管(1.5)通過固定在墻體上的卡箍(1.3)，水箱連接處細(xì)管(1.5)采用細(xì)橡皮軟管，消除水箱(1.1)和水管(1.4)的相互作用力； 測試時(shí)，先往水箱(1.1)內(nèi)灌入7K，沉降測試時(shí)，各測試點(diǎn)出現(xiàn)了高低變化，弓丨起水箱(1.1)內(nèi)水位也出現(xiàn)變化，就引起水箱(1.1)的重量變化； 由于細(xì)管(1.5)不對水箱(1.1)產(chǎn)生作用力，水箱(1.1)的重量全部被支撐架(1.2)承受；水箱橫截面積一定，通過支撐架(1.2)測試水箱(1.1)的重量的變化可以得到；水箱(1.1)的液體的長度變化，就得出了它們的相對沉降。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力監(jiān)測沉降方法，其特征在于: 水箱高度變化的公式為:Δ Η= Δ m/ (S*P) Am為變化的重量； P為水的密度； S為水箱的橫截面積。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種重力監(jiān)測沉降方法，屬于土木工程領(lǐng)域，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全健康監(jiān)測行業(yè)。首先多個(gè)支撐平臺(tái)固定在結(jié)構(gòu)的測試點(diǎn)上,支撐平臺(tái)水平安裝,將水箱放置在支撐平臺(tái)上,將水箱通過水管互連,水管在連接水箱處細(xì)管通過固定在墻體上的卡箍,水箱連接處細(xì)管采用細(xì)橡皮軟管,消除水箱和水管的相互作用力。構(gòu)件沉降時(shí),會(huì)引起沉降水箱的液面高度變化,液面高度變化,將引起水箱的重量變化.微小的高度變化,將引起重量的較大變化.這樣就可以較為準(zhǔn)確的得到液面的高度值。通過測試沉降水箱的重量變化,提高了沉降的測試精度。
【IPC分類】G01C5/00
【公開號(hào)】CN105241417
【申請?zhí)枴緾N201510603801
【發(fā)明人】劉文峰, 徐帆, 王輔宋, 劉付鵬, 劉國勇
【申請人】江西飛尚科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月22日