路基沉降自动化监测系统_路基沉降自动化监测系统

　　概述：沉降量作为工程建设中一项基本的、重要的监测参数，不仅对于工程建设期间的监测显得重要，而且对于已完成的工程在运营期间的监测则尤显重要。
　　基于压阻式静力水准仪（物位计）的沉降监测系统可对建筑及路基等工程项目的沉降监测提供有效的帮助，特别是对空间有超限要求的，如铁路以及地铁监测更符合实际工况使用。
　　基于压阻式静力水准仪（物位计）的沉降监测系统可对建筑及路基等工程项目的沉降监测提供有效的帮助，特别是对空间有超限要求的，如铁路以及地铁监测更符合实际工况使用。
　　传感器功能
　　工作原理：各沉降监测点安装压阻式静力水准仪，并需要在一相对不动点安装基准罐。传感器之间通过高强度的气压管联接一起汇入到基准罐，每个水准仪内部都安装有高精硅压传感器，在基准罐与传感器之间充满液体介质，水准仪内的压力传感器感测到的是该点到基准罐液体表面的压力，该压力与液面高度有一定线性关系。如果压力传感器感测到压力发生变化即说明该点与基准液面之间的高差发生变化，根据出厂前的压力变化量与液面高差的标定线性表，静力水准仪内部的单片机可以计算出高差变化值。根H=P/ρ*g计算出从测点到基准点液面到传感器高度。原理示意图如下：
　　压阻传感器采用电阻全桥结构，如图所示：A、C端接直流电源，B、D端为压阻传感器输出的电压。再通过A/D芯片将输出的模拟电压经过处理放大转换成数字信号。MCU采集到相应的参数之后，通过存储芯片上标定系数拟化出所受压力值。为保证测量的准确性，在每次测量前调零使电桥平衡，即使UBD=0。

　　产品介绍

　　精度：0.1%；长期使用无温度飘移，稳定性达到精度要求。自主研发高分子液体介质：防冻、防火、不易挥发、不结冰、无气泡、温度膨胀收缩系数小、摩阻力小。通信端口：CAN、RS485；产品尺寸相对小，对安装位置要求不高，安装方式灵活。量程范围大，适应各种沉降监测要求；基准点与监测点不必在同一水平面，只要基准点与监测点的高差范围在量程范围内即可满足测量要求；可通过RS485以及CAN总线接入北斗监测平台进行自动监测；量程：500mm、1000mm、3500mm、10m；分辨率：0.1mm；工作电压：直流12V；工作电流：25mA；防水等级：可深埋地下1米；环境因素：全密闭、耐酸碱、适应恶劣环境；工作温度：-40℃至80℃；海拔：-200m至4500m
　　硅压芯片及产品出厂检验

出厂检验

恒温恒湿试验箱

检验合格证明

　　传感器其他特点：
　　全球编号：传感器编号全球，无须人工编号。杜绝人为编号混乱或信息丢失等现象。确保了数据与传感器相对应的唯一性；内置数据存储器：传感器内置1600条数据存储空间，数据循环记录，可随时从传感器中下载相关纪录。在其他载体的数据资料丢失时，确保原始资料的安全；内置电子标签：传感器内置电子标签，包含产品规格、型号、参数、生产日期等信息。用户还可自行设置传感器的自编号（如安装位置）等内容，方便用户快捷、准确地识别和定位传感器；直接物理量输出：传感器内置国际先进的计算芯片，自动对测量数据进行换算，直接输出监测物理量，无须人工转换。降低人工劳动强度，同时也保证了数据的真实性；自动温度补偿：传感器可实时自动进行温度补偿，提高传感器在不同气候条件下的适应性及监测数据的稳定。
　　系统构成

　　系统功能
　　1）CAN总线有可靠的错误处理和检错机制；2）CAN总线的通讯失败率极低；3）CAN总线中单个传感器出现问题对整个系统的数据采集无任何影响，并能显示出哪个传感器出现故障，易于系统维护；4）CAN总线的通讯距离最长可达10km；5）CAN总线的系统调试非常容易；6）CAN总线的后期维护成本非常低；7）高速数据传输：可传送大容量的高质量音频和视频文件；8）数据终端永远在线，只按数据流量计费，接入232/485/CAN信号；9）支持双频900M/1800M；10）支持虚拟数据专用网和多数据中心；11）支持动态数据中的域名和IP地址；12）短信数据备用通道；13）通过Xmodem协议进行软件升级；14）自诊断与告警输出；15）优化电磁兼容设计适合电磁环境恶劣和要求较高的应用要求；16）采用先进电源计划，供电电源适应范围宽；17）可通过光纤传输数据，通讯方式多样
　　采集箱与服务器通信两种组网方式：


优点：网络搭建相对自由，且不需资费。缺点：只能在视距10KM 距离内使用，有障碍物会影响其通信距离。	优点：距离无限，只要无线采箱处，有GPRS网络就能传输。缺点：需要资费，且GPRS信号强弱会影响通信稳定性。

　　用户软件部分
　　用户通过该平台根据权限查看各自站点数据，数据可以现场布局图显示，也可以二维曲线显示，还可根据时间段设置打印报表。同时可以设置具体每个传感器的几级警戒值，超过警戒值会自行报警。系统平台可海量数据存储，所有数据均有备份，可以追根溯源。

二维曲线变化趋势

现场联结示意图

项目名称		我公司产品在相对应温度的测量跳动值	北京某公司产品在对应温度的测量跳动值	上海某公司产品在对应温度的测量跳动值
高低温箱温度实验比较	-40℃	0.49mm	采不到数据	采不到数据
	-30℃	0.49mm	采不到数据
	-20℃	0.48mm	6.6mm	7.8mm
	-10℃	0.4mm	5.8mm	6.5mm
	0℃	0.45mm	5.1mm	5.7mm
	10℃	-0.43 mm	-5.4mm	-6.8 mm
	20℃	-0.44 mm	-5.5 mm	-6.6mm
	30℃	-0.47 mm	-5.8 mm	-6.8 mm
	40℃	-0.42 mm	-6.1 mm	-7.2 mm
	50℃	-0.49 mm	-6.8 mm	-8 mm
	60℃	-0.49 mm	-7.5 mm	-8.6mm
自然环境稳定性实验比较20℃-40℃		0.1mm-0.5mm跳动	1mm-5mm跳动	1mm-7mm跳动
系统稳定性实验比较		Can总线系统稳定，系统总线长度可达10KM，降低成本	485总线存在整体读不出数据的风险，系统总线长度最多1.5KM，成本较高	485总线存在整体读不出数据的风险，系统总线长度最多1.5KM，成本较高
液体介质比较		自主研发高分子液体。不易挥发、不结冰、稳定收缩膨胀系数小、摩阻力小	通用防冻液	通用防冻液
实验条件比较		与国外芯片厂商在广东江门共同设立了温度标定和稳定性实验室	未了解	未了解