[实用新型]土壤测量试验装置用测量控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于土壤力学参数检测技术领域，具体涉及土壤测量试验装置用测量控制系统。

背景技术

在土壤力学参数检测技术领域，土壤内聚力模量和土壤摩擦模量是两个重要的土壤特性参数。进行压力—沉陷试验，依据半经验理论的土壤力学公式可以求得这两个参数；圆锥指数是表示土壤强度的参数，基于试验数据得到土壤圆锥指数与这两个参数的关联模型，也可以计算出这两个参数。

为保证试验的可比性和可行性，最大限度保证试验条件的一致性，宜在一台装置上完成圆锥指数测量和压力—沉陷试验，要求土壤测量试验装置用的测量控制系统实现两种数据测量和试验过程控制。同时由于测量与试验的需要，土壤测量试验装置包括便携式、车载式和实验室对比用三类装置。现有类似的装置与设备，便携式的一般采用嵌入式测量控制系统完成测量控制工作，车载式的和实验室的试验系统则多采用笔记本电脑、台式机或工控机+采集卡的方式实现测量控制功能，而且圆锥指数测量和压力—沉陷试验是由不同装置分别完成的。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对现有土壤测量试验装置用测量控制系统不能利用同一系统进行土壤圆锥指数测量和压力—沉陷试验，而且不能满足便携式、车载式、实验室对比试验三类不同土壤测量试验装置的问题，为液压驱动的土壤测量试验装置提供一套测量控制系统，用于野外现场和实验室进行土壤力学参数测量试验的测量数据采集、处理、显示、存储和试验过程控制。

(二)技术方案

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种土壤测量试验装置用测量控制系统，包括元器件和壳体，所述壳体用于支撑、安装和容纳元器件，所述元器件包括主控CPU1、液晶显示模块2、电源模块3、按键输入模块4、SD卡数据保存模块5、前端调理模块6、工作状态指示灯8、电源正常指示灯9和连接器7，

所述主控CPU1用于计算，负责实时计算当前的位移和压力，通过位移和压力，按照相应的函数计算出来当前的CI值；存储，将位移、压力以及与之对应的时间存储在SD卡上的文件中；自检，当检测到故障时，在屏幕上及指示灯上给出响应的警示；人机交互，响应按键输入，作出相应的处理；

所述液晶显示模块2与主控CPU1相连，负责显示当前的位移、压力和时间，在连续测试模式下，液晶显示模块还显示位移-压力曲线；

所述电源模块3与蓄电池相连，将24伏电源转换成为5伏和12伏电源，为所述主控CPU1、液晶显示模块2和前端调理模块6供电；

所述按键输入模块4为独立式按键，与主控CPU1相连，当按键按下时给主控CPU1响应的引脚一个中断触发，主控CPU1在得到该中断触发后作出响应；

所述SD卡数据保存模块5采用SDIO模式工作，用于将主控CPU1采集到的数据保存到SD卡上；

所述前端调理模块6用于将压力和位移传感器的信号进行放大、隔离、滤波，再接入主控CPU1的ADC引脚，进行模数转换；

所述连接器7用于连接位移和压力传感器，为传感器提供电源供电，将传感器输出信号接入前端调理模块6。

优选地，所述主控CPU1为核心处理器，采用STM32F103型处理器，

优选地，所述液晶显示模块2分两个区域显示，上面较大部分区域为曲线显示区，用于显示连续测试状态的位移-压力曲线；下面为文字信息显示区，用于显示当前各项参数。

优选地，所述壳体面板最下方开一小孔，对应复位按键，使用比孔径略小的针状物体可以通过此孔按下复位键，以使系统复位。

优选地，所述SD卡数据保存模块可实现SD卡的格式化、配置FATFS文件系统以及在卡上保存TXT或者DAT类型的数据文件。

优选地，所述系统通过背面的安装孔14安装。

(三)有益效果

1.系统集成了两种试验所需的测量数据采集、处理、显示、存储和试验过程控制功能，既能用于土壤圆锥指数测量，也能够完成压力—沉陷试验。

2.系统内置了多种测量头型号供选择，结合速度、压力等参数实时检测，可适用于便携式、车载式和实验室对比试验三种不同土壤测量试验，从而实现以前多种设备才能完成的工作，改进成一种设备完成。

3.土壤测量试验装置用测量控制系统，采用嵌入式系统设计，体积小巧、结构简单、可靠性高、速度控制容易。

4.基本的计算、试验结果有效性判断可实时显示，简化野外现场试验的操作程序和软件运算。

5.数据同步保存在SD卡上，便于试验结束后在进行更深入地计算和分析。

附图说明