专利名称：智能静载仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基桩静荷载试验设备，具体是涉及一种具有无线通讯功能的智能静载仪。
背景技术：
目前工程上绝大多数基桩静载试验仪采用的是有线数据传输方式。采用信号线的连接方式将采集到的位移和压力数据发送到PC机上，这种静载仪在现场安装和使用上都很不方便。由于建筑场地现场环境恶劣，传输线经常出现故障，同时，天气因素也增加了工作人员的工作强度。

实用新型内容为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种智能静载仪，智能静载仪的主机将采集到的位移数据转换成射频信号，采用无线通讯方式，由收发器接收该射频信号并提取位移和压力信息，并发送到PC机，这样，不仅减少了因硬件损坏造成实验失败的风险，而且可以使工作人员在帐篷内监控，降低了劳动强度，提高了劳动效率。本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案为智能静载仪，包括主机和收发器，其特征在于主机，内部设有主机主控板和电源模块，所述主机主控板集成主机CPU单元、主机射频单元、位移传感器信号采集单元和压力传感器信号采集单元；所述电源模块包括保险丝、变压器、开关电源和固态继电器；收发器，内部设有收发器主控板，所述收发器主控板集成收发器CPU单元、USB通讯单元和收发器射频单元。所述主机内部设有消除电磁干扰挡板。所述主机的外部设有位移传感器接口和压力传感器接口，所述位移传感器接口连接主机主控板的位移传感器信号采集单元，所述压力传感器接口连接主机主控板的压力传感器信号采集单元。所述主机的外部设有主机天线接口，所述主机天线接口连接主机主控板的主机射频单元。所述主机的外部设有380V电源输入接口和380V电压输出接口，所述380V电源输入接口连接电源模块的保险丝和固态继电器，所述380V电压输出接口连接电源模块的固态继电器。所述收发器的外部设有USB插座，所述USB插座连接收发器主控板的USB通讯单元。所述收发器的外部设有收发器天线接口，所述收发器天线接口连接收发器主控板的收发器射频单元。较为完善的是，所述主机的外部还设有接地保护接线柱、保险丝盒、电源指示灯、主机信号指示灯和主机开关；所述收发器的外部还设有收发器信号指示灯。位移传感器和压力传感器通过数据线连接到主机的相应接口，主机主控板采集位移传感器和压力传感器数据，并对数据进行分析处理，转换成射频信号，由主机天线发射出去。收发器接收主机发射的射频信号，将射频信号转换为数字信号，通过USB数据线传输到 PC机，再由PC机对位移数据和压力数据进行数学分析，生成反应现实情况的工程图形和数据列表。本实用新型智能静载仪与现有设备相比，具有如下优点1、体积小，集成度高，便于携带和使用。本实用新型智能静载仪采用单片机作为主控芯片，数据采集和传输均使用数字化手段实现，大大减小了产品功能体积。同时，实现一体机的设计思路，有效减小了仪器本身的重量，便于操作人员的携带和使用。2、嵌入式无线传输，降低故障率，并可远程监控，改善检测环境。在数据通讯方面，本实用新型智能静载仪设计了无线通讯方式，大幅度降低了因导线问题而出现的技术故障，同时由于突破了导线连接带来的使用瓶颈，实现了远程监控， 使用人员可以方便的在工房中进行实验监控，减小了现场安装仪器和实验的劳动强度，提高了工作效率，改善了施工人员的工作环境。3、引入虚拟机概念设计，提高设备利用率，降低产品成本。产品引入虚拟机的概念，下位机不仅可用于地基基础承载力检测，也可用于任何有关位移、速度和压力的检测场合。推广使用后，不仅在基桩测试方面有巨大的应用价值， 在其它检测方面也同样具有重要应用前景，提高了设备利用率，降低了产品成本。

图1为本实用新型智能静载仪的主机结构示意图。图2为本实用新型智能静载仪的主机另一角度结构示意图。图3为本实用新型智能静载仪的收发器结构示意图。图4为本实用新型智能静载仪的主机主控板电路示意框图。图5为本实用新型智能静载仪的收发器主控板电路示意框图。图1-5中，1-主机，2-收发器，3-主机主控板，4_电源模块，5_主机CPU单元，6_主机射频单元，7-位移传感器信号采集单元，8-压力传感器信号采集单元，9-保险丝，10-变压器，11-开关电源，12-固态继电器，13-收发器主控板，14-收发器CPU单元，15-USB通讯单元，16-收发器射频单元，17-消除电磁干扰挡板，18-位移传感器接口，19-压力传感器接口，20-主机天线接口，21-380V电源输入接口，22-380V电压输出接口，23-USB插座，24-收发器天线接口，25-接地保护接线柱，26-保险丝盒，27-电源指示灯，28-主机信号指示灯， 29-主机开关，30-收发器信号指示灯。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，
以下结合附图对实用新型作进一步的说明。如图1和图2所示，智能静载仪，主机1外部包括10个位移传感器接口 18，1个压力传感器接口 19，1个主机天线接口 20，1个电源指示灯27，1个主机信号指示灯28，1个主
4机开关四，1个380V电源输入接口 21，1个380V电压输出接口 22，1个保险丝盒沈和1个接地保护接线柱沈；主机1内部包括消除电磁干扰挡板17，开关电源11，固态继电器12和变压器10。智能静载仪，设有10个位移传感器接口 18，可以同时连接10个位移传感器，实现多达10个通道的位移数据采集，提高了产品的利用率；主机天线接口 20，用于连接天线， 实现无线通讯功能；电源指示灯27，用于主机通电状态的显示；主机信号指示灯观，用于无线通讯信号指示；380V电源输入接口 21用于工业用电的连接口，提供主机供电；380V电压输出接口 22连接油泵电机，作为油泵电机的供电电源使用；压力传感器接口 19，用于油泵的压力监控；保险丝盒内安装了保护电流为IA的保险丝，当电流过大时对主机起到保护作用。由于射频信号很容易受到其他高压电电磁信号的干扰，在主机1内，设计了消除电磁干扰挡板17，保证了射频信号的完整性。另外，主机1内部的消除电磁干扰挡板17、开关电源11、变压器10和固态继电器12均采用限位柱将其在主机内限位固定。如图3所示，收发器2包括收发器主控板13、1个用于无线通讯信号指示的收发器信号指示灯30、1个用于连接天线，实现无线通讯功能的收发器天线接口 M、1个连接至收发器主控板，是收发器和PC机的连接纽带的USB插座23。如图4所示，本实用新型智能静载仪，主机1设有主机主控板3和电源模块4，主机主控板3集成主机CPU单元5、主机射频单元6、位移传感器信号采集单元7和压力传感器信号采集单元8 ；电源模块4包括保险丝9、变压器10、开关电源11和固态继电器12。智能静载仪的主机1采用380V工业用电作为工作电源，由开关电源11和变压器 10将380V交流电转换成15V直流电，提供主机主控板3的工作电源，主机主控板3由主机 CPU单元5处理射频通讯和信号采集工作，通过对主机CPU单元5编程来实现射频信号的接收和发送，并对与主机相连接的压力传感器和位移传感器的数据信号进行采集。主机CPU 单元5通过对10个位移传感器接口 18进行扫描分析，得到位移传感器数据信号并记录，由主机射频单元6将该记录的数字信号转成射频信号发送给收发器，以及等待接收收发器发来的操作命令。如图5所示，收发器2设有收发器主控板13，收发器主控板13集成收发器CPU单元14、USB通讯单元15和收发器射频单元16。本实用新型智能静载仪，收发器2采用USB供电方式工作，由USB数据线连接至PC 机。收发器2由收发器射频单元16接收来自主机1发来的射频信号，并转换成数字信号， 由收发器CPU单元14进行分析处理后，经由USB通讯单元15采用USB通讯方式发送给PC 机，PC机进行后续的数据处理。同时，PC机也通过USB通讯方式将带有操作命令的数据发送给收发器2，收发器将这些数据进行重新处理后由收发器射频单元16将数字信号转换成射频信号发送给主机1。另外，通过对PC机的操作，可以完成对380V电压输出方式进行设置，调整380V输出时间，控制与智能静载仪连接的油泵电机的转动。将设置好的380V电压输出方式参数通过USB数据线发送到收发器，收发器主控板将数字信号转换为射频信号，经收发器天线发射出去，主机天线接收该射频信号，经主机主控板将该射频信号转换成数字信号，从而完成对固态继电器的控制，实现380V电压输出。
权利要求1.智能静载仪，包括主机和收发器，其特征在于，主机，内部设有主机主控板和电源模块，所述主机主控板集成主机CPU单元、主机射频单元、位移传感器信号采集单元和压力传感器信号采集单元；所述电源模块包括保险丝、变压器、开关电源和固态继电器；收发器，内部设有收发器主控板，所述收发器主控板集成收发器CPU单元、USB通讯单元和收发器射频单元。
2.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述主机内部设有消除电磁干扰挡板。
3.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述主机的外部设有位移传感器接口和压力传感器接口，所述位移传感器接口连接主机主控板的位移传感器信号采集单元，所述压力传感器接口连接主机主控板的压力传感器信号采集单元。
4.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述主机的外部设有主机天线接口，所述主机天线接口连接主机主控板的主机射频单元。
5.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述主机的外部设有380V电源输入接口和380V电压输出接口，所述380V电源输入接口连接电源模块的保险丝和固态继电器，所述380V电压输出接口连接电源模块的固态继电器。
6.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述收发器的外部设有USB插座， 所述USB插座连接收发器主控板的USB通讯单元。
7.根据权利要求1所述的智能静载仪，其特征在于，所述收发器的外部设有收发器天线接口，所述收发器天线接口连接收发器主控板的收发器射频单元。
8.根据权利要求1-7任何一项所述的智能静载仪，其特征在于，所述主机的外部还设有接地保护接线柱、保险丝盒、电源指示灯、主机信号指示灯和主机开关。
9.根据权利要求1-7任何一项所述的智能静载仪，其特征在于，所述收发器的外部还设有收发器信号指示灯。
专利摘要本实用新型涉及一种基桩静荷载试验设备，具体是涉及一种具有无线通讯功能的智能静载仪。包括主机和收发器，主机内部设有主机主控板和电源模块，主机主控板集成主机CPU单元、主机射频单元、位移传感器信号采集单元和压力传感器信号采集单元，电源模块包括保险丝、变压器、开关电源和固态继电器；收发器内部设有收发器主控板，收发器主控板集成收发器CPU单元、USB通讯单元和收发器射频单元。智能静载仪主机将采集到的位移和压力数据转换成射频信号，采用无线通讯方式，由收发器接收该射频信号并提取位移和压力信息，发送到PC机，不仅减少了因硬件损坏造成实验失败的风险，而且降低了劳动强度，提高了劳动效率。
文档编号G01N3/00GK201965053SQ20112005592
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者常月, 廖旭涛, 曹光暄 申请人:安徽省建设工程勘察设计院