基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜力水準(zhǔn)儀是用于測(cè)量不同位置的相對(duì)沉降的精密儀器，主要用于大型建筑工程如摩天大樓、水電站、大壩、礦山、橋梁等結(jié)構(gòu)的多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降監(jiān)測(cè)。靜力水準(zhǔn)儀的基本原理是根據(jù)靜止液面在重力作用下保持在同一水平面的特性，將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的容器用管道連通起來，當(dāng)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的容器處于同一個(gè)水平面上時(shí)，這些容器中的液位值都相同，而當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生沉降時(shí)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的容器中的液位值將高于其它容器中的液位值。根據(jù)這一原理，將平面的沉降問題轉(zhuǎn)換為對(duì)容器中液位的測(cè)量，由各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)容器中液體的相對(duì)液位值就可以得出各點(diǎn)相對(duì)參考平面的沉降值。
[0003]目前，靜力水準(zhǔn)儀采用的測(cè)量方法主要包括:人工標(biāo)尺測(cè)量法、磁致伸縮測(cè)量法和光纖光柵測(cè)量法。人工標(biāo)尺測(cè)量法是最簡單直觀的方法，由人工利用標(biāo)尺或者其他測(cè)量工具測(cè)出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的容器中的液位值，然后與參考容器中的液位值就可得到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降值，該方法簡單直觀，安裝方便，但是工作量大，存在人工誤差，且無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，在實(shí)際中使用較少。磁致伸縮測(cè)量法是在每個(gè)容器中安裝磁致伸縮測(cè)量桿，通過超磁材料將每個(gè)容器的液位變化信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過數(shù)據(jù)線將液位值傳輸?shù)娇刂浦行模刂浦行膶⒏鱾€(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)容器中的液位值與參考容器中的液位值進(jìn)行對(duì)比，得出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于參考面的沉降值，該方法精度高、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量，但是需要通過大量數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)，安裝復(fù)雜，且價(jià)格較高，對(duì)安裝精度要求較高，因此適用性較差。光纖光柵測(cè)量法是在每個(gè)容器頂部安裝一個(gè)光纖光柵傳感器，該傳感器與液體中的浮筒相連，當(dāng)容器中液位發(fā)生改變時(shí)，浮筒高度隨之改變，帶動(dòng)光纖光柵傳感器參數(shù)改變。各個(gè)光柵通過光纖連接到控制中心，根據(jù)光纖中反射回來的光信號(hào)就可以解調(diào)出各個(gè)容器中的液位值，該方法可以實(shí)現(xiàn)全光測(cè)量，無需電路元件，盡管其抗干擾能力突出，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高昂、容易損壞，主要用于一些需要抗干擾的場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、自動(dòng)化乃至區(qū)域組網(wǎng)的靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，包括設(shè)在參考點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的封閉容器、安裝在封閉容器頂部的液位測(cè)量模塊和多個(gè)無線傳輸模塊以及設(shè)置在預(yù)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的封閉容器上的服務(wù)器模塊，其中，所述參考點(diǎn)不發(fā)生沉降；所述封閉容器用于盛裝透明液體，且各封閉容器通過管道連通；所述液位測(cè)量模塊包括激光器和光電探測(cè)器，所述激光器用于向透明液體的液面發(fā)出激光，所述光電探測(cè)器用于接收透明液體的液面反射回來的激光，并根據(jù)反射激光得到透明液體的液位值；所述無線傳輸模塊與所述液位測(cè)量模塊連接，用于采集所述液位測(cè)量模塊得到的液位值，并通過無線傳輸方式將所述液位值發(fā)送到所述服務(wù)器模塊，所述多個(gè)無線傳輸模塊與所述服務(wù)器模塊構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)；所述服務(wù)器模塊用于接收各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的無線傳輸模塊發(fā)送的液位值，并根據(jù)接收到的液位值得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降值，從而實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)分析。
[0006]優(yōu)選地，所述靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)還包括集成在服務(wù)器模塊中的無線通信公網(wǎng)接入模塊，所述服務(wù)器模塊還用于將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降值傳輸給所述無線通信公網(wǎng)接入模塊；所述無線通信公網(wǎng)接入模塊用于接入公網(wǎng)，并將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)端的區(qū)域控制中心，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域遠(yuǎn)程組網(wǎng)監(jiān)測(cè)。
[0007]優(yōu)選地，所述服務(wù)器模塊具體用于接收用戶預(yù)先輸入的采集間隔，并按照所述采集間隔向各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的無線傳輸模塊發(fā)出采集指令；所述無線傳輸模塊具體用于在接收到采集指令后，啟動(dòng)所述液位測(cè)量模塊，采集所述液位測(cè)量模塊得到的液位值，并傳輸所述液位測(cè)量模塊采集到的液位值。
[0008]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1.由于利用光學(xué)測(cè)距原理，結(jié)構(gòu)簡單，測(cè)量精度高，能精確測(cè)量出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)封閉容器中的液位值；
[0010]2.液位測(cè)量模塊與封閉容器一體，安裝方便，穩(wěn)定性好，保證各個(gè)液位測(cè)量模塊的一致性，極大地減小測(cè)量誤差；
[0011]3.各封閉容器中液位值測(cè)量采用非接觸式的激光測(cè)量，不與被測(cè)液體接觸，使用安全方便，無機(jī)械磨損，工作壽命長；
[0012]4.服務(wù)器模塊可以設(shè)置在其中一個(gè)封閉容器上，無需單獨(dú)規(guī)劃位置來安裝；
[0013]5.服務(wù)器模塊中集成了無線通信公網(wǎng)接入模塊，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的聯(lián)合組網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)；
[0014]6.服務(wù)器模塊與無線傳輸模塊之間采用無線方式傳輸數(shù)據(jù)，無需導(dǎo)線連接，安裝簡單、靈活、方便。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的原理示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]參見圖1，是本發(fā)明實(shí)施例的基于光學(xué)測(cè)距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)包括設(shè)在參考點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的封閉容器1、安裝在封閉容器I頂部的液位測(cè)量模塊2和多個(gè)無線傳輸模塊3以及設(shè)置在預(yù)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的封閉容器I上的服務(wù)器模塊4。監(jiān)測(cè)點(diǎn)是需要監(jiān)測(cè)沉降的點(diǎn)，參考點(diǎn)是預(yù)先選定的點(diǎn)，參考點(diǎn)不會(huì)發(fā)生沉降。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量越多，相應(yīng)地，封閉容器I的數(shù)量也就越多。
[0020]封閉容器I用于盛裝透明液體，且各封閉容器I通過管道連通。其中，由于各封閉容器I通過管道連通，所以各封閉容器I中的透明液體可以相互流動(dòng)，這樣所有封閉容器I中的液面就處于同一水平面上。當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生沉降時(shí)，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的封閉容器I會(huì)隨之一起沉降，此時(shí)該封閉容器I中的液面就會(huì)低于參考點(diǎn)的封閉容器I中的液面，透明液體會(huì)從別的封閉容器I流入該沉降的封閉容器1，直到各封閉容器I中的液面再次處于同一水平面上。
[0021]液位測(cè)量模塊2包括激光器和光電探測(cè)器，激光器用于向透明液體的液面發(fā)出激光，光電探測(cè)器用于接收透明液體的液面反射回來的激光，并根據(jù)反射激光得到透明液