一种移动测读静力水准仪及系统的制作方法

1.本实用新型涉及用于工程变形监测的移动测读静力水准仪，特别是一种移动测读静力水准仪及系统。


背景技术：

2.自动化静力水准系统具有原理简单、精度稳定、自动测读、自动记录和自动进行监测数据管理和分析等特点，但由于该系统每个测点必须配置固定静力水准仪，且必须与采集装置、通讯装置和配套的采集和管理软件配套使用才能正常工作，因此系统投入大，同时存在安装调试过程复杂、环境条件要求高（比如有较高的防雷接地要求）等问题，因而只有在重点工程的重要部位才能使用，故限制了它的使用范围。
3.现有移动测读静力水准系统由静力水准管筒、连通管、测头、测读仪组成，其系统工作原理清晰、结构简单、精度稳定、半自动测读、自动记录、造价低廉，可以在投入较少、自动化程度要求相对不高、短期监测、变形量相对较大的如城市地下交通工程、高层建筑、风电场基础、码头等工程建筑物变形监测中应用。
4.但是，现有技术条件下的移动测读静力水准仪为测读分体式，即由静力水准测头和测控装置组成，两者需要通讯及控制电缆连接，作业时需要携带2台套仪具，多有不便。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有测读分体式的移动测读静力水准仪携带不便的不足，提供一种携带方便，能降低系统投入及环境条件，拓宽应用范围的移动测读静力水准仪及系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种移动测读静力水准仪，包括外壳、操控显示面板、核心电路系统、电源系统、测头系统，所述外壳的顶部安装所述操控显示面板，所述外壳内安装所述核心电路系统、电源系统及测头系统。
7.本实用新型通过在同一个便携式外壳内及表面集成操控显示面板、核心电路系统、电源系统、测头系统，进而实现将现有技术条件下的移动式静力水准测读仪与移动式静力水准测头系统合二为一，不仅携带方便，而且降低了系统投入及环境条件，拓宽了静力水准仪的应用范围。
8.优选地，所述外壳上安装通讯接口和充电接口。由此，通过通讯接口采用通讯电缆与电脑连接，并按通讯按键，启动电脑相应软件，即可将移动测读静力水准仪存储数据传输到电脑，此存储数据包括测量日期、时间、测点编号、单次测量值、多次平均值等；通过充电接口可对移动测读静力水准仪充电。
9.优选地，所述外壳为采用铝合金材料或工程胶料加工的便携式外壳。
10.优选地，所述操控显示面板为具有触摸功能的显示屏，显示屏有功能按键和数字按键以及功能、数据、电量、工况、存储等指标显示。
11.优选地，所述核心电路系统包含安装在核心电路板上的微处理器、实时时钟电路、
控制电路、采集电路、数据存储电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路，且所述实时时钟电路、控制电路、采集电路、数据存储电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路分别与所述微处理器连接，所述核心电路板上带有电池充电接口、触摸显示屏接口、控制接口、通讯接口，所述控制电路、采集电路与所述测头系统连接，用于对测头系统进行控制和获取步进马达编码器或电缸的计数信号，并将计数信号送入微处理器进行转换和计算得到测针的行程数值，即监测物理量数据，并显示和存储。
12.优选地，所述电源系统包括充电电路、锂电池、电源转换与稳压电路、电池电量监测电路，所述电源转换与稳压电路的输出为所述测头系统、微处理器、电池电量监测电路、实时时钟电路、控制电路、采集电路、数据存储电路、显示屏接口电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路提供电源。
13.优选地，所述核心电路板上还带有蓝牙接口，可以通过具有蓝牙功能的移动端与蓝牙接口的连接对测读仪进行操作控制。
14.基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种移动测读式静力水准系统，其包括通过连通管串接连通的多个静力水准管筒，所述静力水准管筒中安装所述的移动测读静力水准仪。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1）本实用新型将移动式静力水准测读仪与移动式静力水准测头系统合二为一，方便操作和携带。
17.2）本实用新型工作原理清晰、结构简单、操作简便，人机交互友好。
18.3）本实用新型可通过按键实现设置、测量、查询、通讯等功能，还可通过蓝牙连接移动端实现设置、测量、查询、储存等功能，并在移动端上具有数据处理与上传等功能。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型移动测读静力水准仪的结构示意图；
21.图2是本实用新型移动测读静力水准仪的核心电路系统的结构框图。
22.图中：
23.1—外壳；
24.2—操控显示面板；
25.3—把手；
26.4—通讯接口；
27.5—充电接口；
28.6—测头系统；
29.7—核心电路系统；
30.8—电源系统。
具体实施方式
31.以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
32.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
33.如图1、图2所示，本实用新型移动静力水准测读仪一实施例包括便携式的外壳1、操控显示面板2、测头系统6、核心电路系统7、电源系统8。
34.所述外壳1为铝合金材料或工程胶料加工，顶部为操控显示面板2，测头系统6、核心电路系统7、电源系统8安置在外壳1内，通讯接口4和充电接口5置于外壳1的侧面。
35.所述操控显示面板2是具有触摸功能的显示屏，显示屏有功能按键和数字按键以及功能、数据、电量、工况、存储等指标显示。
36.所述核心电路系统7包含安装在核心电路板上的微处理器、实时时钟电路、控制电路、采集电路、数据存储电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路，且所述实时时钟电路、控制电路、采集电路、数据存储电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路分别与所述微处理器连接，核心电路板上带有电池充电接口、触摸显示屏接口、控制接口、通讯接口和蓝牙接口，所述控制电路、采集电路与所述测头系统6连接，用于对测头系统6进行控制和获取步进马达编码器或电缸的计数信号，并将计数信号送入微处理器进行转换和计算得到测针的行程数值，即监测物理量数据，并显示和存储。使用时，可以通过具有蓝牙功能的移动端与蓝牙接口经蓝牙连接而对测读仪进行操作控制，并在移动端进行数据处理和上传，达到实时采用、实时处理、实时反馈的目的。
37.所述电源系统8包括充电电路、锂电池、电源转换与稳压电路、电池电量监测电路，所述电源转换与稳压电路的输出为所述测头系统6、微处理器、电池电量监测电路、实时时钟电路、控制电路、采集电路、数据存储电路、显示屏接口电路、触摸显示屏接口电路、通讯电路提供电源。
38.本实用新型移动静力水准测读仪插入通过连通管串接连通的多个静力水准管筒中就可形成完整的移动测读式静力水准系统。
39.本实用新型移动静力水准测读仪的工作过程为：
40.1）将本实用新型移动静力水准测读仪插入已安装调试好的静力水准管筒；
41.2）打开本实用新型移动静力水准测读仪的电源开关，在操控显示面板2上选择数据显示模式和测量模式，输入测线编号和测点编号；
42.3）启动测量按键，此时微处理器启动控制电路控制测头系统6按设置的测量模式开始工作，测针从起始位置下行，测针接触水面时形成闭路，测针即停止，采集电路将测针下行步进马达或电缸计数输入微处理器处理并经数据存储电路、显示屏接口电路将行程数据（单位mm）存储和显示，随即测针上行回复到起始位置，与下行一样，采集电路将测针上行步进马达编码计数输入微处理器处理并经数据存储电路、液晶显示接口电路将行程数据（单位mm）存储和显示，与此同时微处理器计算下行和上行行程平均数据（单位mm），并显示和存储，至此完成单次测量，如测量模式设置为多次测量，即多次进行单次测量步骤，并最终存储和显示多次测量平均值；
43.4）按查询键，微处理器将读取存储器中的历史数据，通过操控显示面板2显示历史
数据和历史时间，且提示“历史”标识，并可通过按键键盘的翻阅键逐条查询。
44.5）通过通讯接口、通讯电缆与电脑连接，并按通讯按键，启动电脑相应软件，即可将测读仪存储数据传输到电脑，数据包括测量日期、时间、测点编号、单次测量值、多次平均值等数据。
45.6）通过充电接口对本实用新型移动静力水准测读仪充电，同时电池电量监测电路经微处理器处理在显示屏上显示充电状态、电量指标，在开机不充电状态下，亦在显示屏上显示电量指标。电池电量监测电路具有控制在长时间内用户无操作时，测读仪自动进入低功耗状态的功能。
46.本实用新型移动静力水准测读仪具体制作时，外壳1的加工尺寸可选：长213mm、宽116mm、高62mm，且外壳1经电镀处理，美观耐用；电缸型号：大雅迪克scn5
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010
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050、行程：50mm、电缸电压：24v 500ma、控制方式：串口通讯；操控显示面板2型号：迪文dmg64360k030_01wtc、屏幕分辨率：640*360、屏幕大小：3.0英寸、屏幕类别：电容触摸屏、控制方式：串口通讯、供电：5v/160ma，电池容量：3.4ah、可连续工作时间8h，待机时间为7天。
47.经测试，本实用新型移动静力水准测读仪测量精度低于
±
0.1mm。经与几何水准测量对比试验，本实用新型移动测读式静力水准系统精度在长度大于1km时等同一等几何水准精度，1km之内优于一等几何水准精度，且一人可作业、数据自动处理、作业效率提高4倍。
48.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。