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原文传递一种灌注桩超灌监控系统及方法

专利名称：	一种灌注桩超灌监控系统及方法
摘要：	本发明一种灌注桩超灌监控系统及方法，属于灌注桩超灌监控技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种灌注桩超灌监控系统结构及监控方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括上位机和下位机，所述上位机具体为数据监控计算机，所述下位机包括LCR测试仪和微控制器；所述LCR测试仪的信号反馈端通过导线与电阻测量探头相连，所述电阻测量探头设置在灌注桩浇灌混凝土时的标高处，所述LCR测试仪的信号控制端通过导线与数据监控计算机相连；所述微控制器通过导线分别与声光报警模块、温度传感器相连；所述数据监控计算机和微控制器的数据通信端均连接有无线通信模块，所述数据监控计算机通过无线网络与微控制器无线连接；本发明应用于灌注桩监控场所。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	中北大学
发明人：	韩云山;程志;王元龙;姜恺欣;赵聪;白杨;张晓凤;王敏;张晓双;董彦莉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910478322.X
公开号：	CN110273440A
代理机构：	太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	崔浩;冷锦超
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	030051 山西省太原市尖草坪区学院路3号
主权项：	1.一种灌注桩超灌监控系统，其特征在于：包括上位机和下位机，所述上位机具体为数据监控计算机（1），所述下位机包括LCR测试仪（2）和微控制器（3）；所述LCR测试仪（2）的信号反馈端通过导线与电阻测量探头（4）相连，所述电阻测量探头（4）设置在灌注桩浇灌混凝土时的标高处，所述LCR测试仪（2）的信号控制端通过导线与数据监控计算机（1）相连；所述微控制器（3）通过导线分别与声光报警模块（5）、温度传感器（6）相连；所述数据监控计算机（1）和微控制器（3）的数据通信端均连接有无线通信模块（7），所述数据监控计算机（1）通过无线网络与微控制器（3）无线连接。 2.根据权利要求1所述的一种灌注桩超灌监控系统，其特征在于：所述微控制器（3）使用的芯片为控制芯片U1，所述温度传感器（6）使用的芯片为温度传感芯片U2，所述无线通信模块（7）使用的芯片为无线通信芯片U3；所述微控制器（3）的电路结构为：所述控制芯片U1的D2引脚并接温度传感芯片U2的DQ端后与电阻R0的一端相连，所述电阻R0的另一端并接温度传感芯片U2的VDD端后与控制芯片U1的3.3V电源输出端相连；所述控制芯片U1的D3引脚与蜂鸣器LS1的1脚相连；所述控制芯片U1的D31引脚并接复位开关K1的一端后接地，所述复位开关K1的另一端与蜂鸣器LS1的2脚相连；所述控制芯片U1的D47引脚依次串接电阻R3和发光二极管D2后接地；所述控制芯片U1的D49引脚依次串接电阻R2和发光二极管D1后接地；所述控制芯片U1的D51引脚依次串接电阻R1和发光二极管D3后接地；所述控制芯片U1的D16引脚与无线通信芯片U3的9脚相连；所述控制芯片U1的D17引脚与无线通信芯片U3的10脚相连。 3.根据权利要求2所述的一种灌注桩超灌监控系统，其特征在于：所述数据监控计算机（1）中单片机型号为STM32F103U8T6；所述控制芯片U1的型号为Arduino Mega 2560；所述温度传感芯片U2的型号为DS18B20；所述无线通信模块（7）具体为Zigbee无线通信模块，所述无线通信芯片U3的型号为KLZB214A。 4.一种灌注桩超灌监控方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：在工地钻孔灌注桩附近启动LCR测试仪（2）和微控制器（3），将电阻测量探头（4）和温度传感器（6）埋入钻孔灌注桩浇灌混凝土的标高处、护壁泥浆中，测量该处电阻及温度数据；所述LCR测试仪（2）采集到的电阻数据通过现场通信总线将数据上传至数据监控计算机（1）；步骤二：启动温度传感器（6），通过微控制器（3）向其发送控制指令，温度传感器控制芯片U2判断该指令是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收控制指令，如果判断为是，则控制温度传感器（6）开始采集相应位置的温度数据，并将采集数据实时反馈回微控制器（3）；步骤三：启动声光报警模块（5），通过微控制器（3）向其发送反馈信号，声光报警模块（5）判断该信号是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收反馈信号，如果判断为是，则控制声光报警模块（5）内部相应元器件执行相应操作，用于表示当前灌注桩的超灌情况：当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得的电阻数据是预设的泥浆电阻值时，绿灯亮，蜂鸣器不报警；当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得的电阻数据发生突变，当突变斜率绝对值大于2时，黄灯亮，蜂鸣器不报警；当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得电阻数据发生突变后进入平稳段，在平稳段连续三个10s的时间段内最大值和最小值的差值小于10Ω时，红灯常亮，蜂鸣器处于报警状态鸣叫；并将反馈信号及相应操作数据实时反馈回微控制器（3），作为操作日志存储；步骤四：启动无线通信模块（7），通过微控制器（3）向其发送控制指令，无线通信模块（7）判断该指令是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收控制指令，如果判断为是，则控制微控制器（3）将内部存储的温度数据及操作日志发送至无线通信模块（7），无线通信模块（7）通过无线网络将数据上传至数据监控计算机（1）；步骤五：数据监控计算机（1）对接收到的温度数据及电阻数据进行分析处理，通过与预设的导电性能差异阈值进行比较，判断当前灌注桩内泥浆与混凝土状态，将结果显示在显示屏上，并向微控制器反馈相应的状态信号，对声光报警模块（5）进行相应的声光控制。
所属类别：	发明专利