[发明专利]PDA隧道收敛量测系统

说明书

技术领域

本发明涉及隧道测试仪器, 确切说是一种以无线PDA为测读终端、钢尺张力加载自动控制的基于尺带收敛计的隧道收敛变形量测系统。

 

技术背景

现有的尺带收敛计均是通过装于收敛计上的百分表或容栅数显表来测读，然后记录在表格纸上并在现场及时算出平均值、增量和累积值。这在隧道变形量测作业上一般是设置两人来完成，分别为操作者和记录者。收敛计钢尺张力的控制则是通过操作者目视指针或刻线来实现。上述过程需携带纸、笔、电筒和计算器，容易出现读错、记错、算错和加载不准确的情况，尤其是在光线暗淡、凿岩机声震耳欲聋的隧道施工环境，以及在收敛基线安装高度比较高需要搭梯量测的场合。在内业上还需要将记录在表格纸上的数据人工输入计算机进行再处理（回归计算、生成曲线等），数据量较大时这一过程比较繁琐和容易出错。总之，现有收敛计从外业到内业，对数据的获取和处理主要是在人工参与的情况下完成量测作业的，有加载不准确、人工记录不便和数据不能与计算机连接的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：尽量减少收敛计量测作业中的人工参与环节，解决现有收敛计人工控制加载不准确和人工记录不便、数据不能和计算机连接的缺陷，提供一种能自动准确控制加载、数据自动记录和传输的、可实现人工盲测、无需记录和快捷操作的隧道收敛量测系统。

达到本发明的目的，是利用无线PDA技术和光电控制原理，通过实施下述技术方案来实现的：

一种PDA隧道收敛量测系统，由尺带收敛计、PDA测读终端及装于该测读终端的采集软件组成，其中，尺带收敛计包括:装于收敛计前部的收敛计机体、装于收敛计后部的收敛计握柄、以及装于收敛计机体后端与收敛计握柄前端之间的钢尺架及装于钢尺架上的钢尺；所述收敛计机体包括装在前端的机头、装于收敛计机壳内与机头连接的收敛计机芯以及伸出机壳外的收敛计张力摇柄；所述收敛计机芯包括与机头连接的机头伸缩杆、分别与机头伸缩杆和张力摇柄连接的自锁紧摇柄张力加载系统，其特征在于：所述收敛计机体为全封闭结构不设读数窗和张力指示窗，内装有与外置天线联接的无线收发模块、与机头连接的容栅传感器、温度传感器、分别与容栅传感器和自锁紧摇柄张力加载系统相连的光电传感器、控制光电传感器的单片机控制模块、以及集中电源；收敛计与PDA测读终端之间为双工无线连接；在机壳上装有与单片机控制模块连接的LED信号灯；所述PDA测读终端由无线收发模块、触屏MID和采集软件组成。

附属技术特征是:

所述收敛计机芯中的自锁紧摇柄张力加载系统，主要核心部件是由分别与机头伸缩杆及张力摇柄连接的具有三个凹槽內装咬合钢珠的加载系统蜗杆,以及装于加载系统蜗杆上的张力加载系统弹簧及弹簧座所组成，该张力加载系统，是将原有隧道收敛计ZL99115008.2的加载系统主要构件双丝六棱丝杠,改进为带有三个凹槽的蜗杆，将其原有设计的六棱孔与棱面的咬合改进为钢珠与蜗杆凹槽的咬合。

所述收敛计机体内的光电传感器,采用设置于收敛计机芯上的低功耗槽式光电开关；在自锁紧张力加载系统内的张力加载弹簧座上,设置一个能通过光电开关槽口的遮光片；光电开关的输出口与容栅传感器的输入口电联，当张力加载弹簧座到位时光电传感器发出信号给单片机控制模块，由单片机控制模块和无线收发模块分别锁定和发射此时容栅传感器数据。

所述收敛计机壳内的集中电源与容栅传感器、温度传感器、无线收发模块、光电传感器，单片机控制模块和LED信号灯电路连接。

所述PDA测读终端,选用基于ARM架构的触屏MID，内装无线收发模块和采集软件。

所述尺带收敛计与PDA测读终端之间的双工无线连接, 是指通过嵌于收敛计与PDA测读终端内的无线收发模块实现双工无线连接。

所述收敛计的置零是由PDA测读终端上的采集软件来完成。

所述采集软件包括程序执行文件、数据文件和操作手册，其中数据文件包括：隧道信息文件、量测参数文件和量测数据文件，所述隧道信息文件为用户建立的已测、正测和待测的隧道信息，包括线路和隧道名称、建设、施工和监测单位、开工日期，由人工输入数据生成；所述量测参数文件为每座隧道具体量测参数，包括断面和基线编号、埋设里程、钢尺长度和埋设日期，由隧道信息表数据和人工输入数据生成；所述量测数据文件为上述隧道量测断面上具体基线的量测数据，包括量测日期和时间、温度、三次读数、含温度修正的平均值、增量和累积值等数据，可生成时态曲线，由量测参数文件数据及接收收敛计的发射数据生成。