一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于干簧管及RS-485通讯的连续测量分层沉降传感器，包括管壳、上堵头、下堵头、吊环、测量电路板及通讯电路板，在管壳的上端及下端分别封装上堵头及下堵头，在上堵头的顶面及下堵头的底面分别在管节径向对称固装一对竖向吊环，在管壳内安装有通讯电路板和测量电路板，在测量电路板上布均匀间隔的干簧管，在通讯电路板上连接RS485通讯线，该RS485通讯线从上堵头穿出。本传感器是一种基于MCU、RS485通讯、并入串出移位寄存器芯片、干簧管阵列的沉降测量设备，通过与无线远程数据传输系统配合使用，可以直接读出各个土层的沉降量，自动化程度高、省时省力。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于岩土测量领域，涉及岩土的分层沉降测量设备，尤其是一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器。
技术介绍
分层沉降测量是测量不同深度岩土在一定加固作业期间沉降量变化量的测量方法，如图11所示，13为PVC导向管、9为各个土层放置的磁环、该示意图将测量土层分为5层，14为测试米尺，米尺上有刻度其尾端装有探测头15，操作人员每天要到现场把米尺下放到各个磁环处测量磁环距离管口的位置，记录各个磁环相对于管口的距离，推算出各个土层埋入的磁环相对管口沉降的距离，从而计算出各个土层的沉降量。使用的这种测量方法耗费大量的人力、物力，同时人为操作会造成数据的不可靠性。现场状况如水深状况不明、冬季结浮冰，易造成工作人员意外伤害等诸多问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器，该传感器配合无线远程数据传输系统使用，可以直接读出各个土层的沉降量。本技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器，包括管壳、上堵头、下堵头、吊环、测量电路板及通讯电路板，在管壳的上端及下端分别封装上堵头及下堵头，在上堵头的顶面及下堵头的底面分别径向对称固装一对吊环，在管壳内安装有通讯电路板和测量电路板，在测量电路板上均布间隔连接干簧管，在通讯电路板上连接RS485通讯线，该RS485通讯线从上堵头穿出。而且，所述的通讯电路板包括P1接口、P2接口、RS485通讯芯片、微控制器MCU、规格设置拨码开关K1及测量精度设置拨码开关K2，P1接口接入主机电源及RS485通讯线，P2接口为通讯电路板与测量电路板的接口主机电源及RS485通讯线与P1连接后分别与MCU的输入/输出口线及RS485通讯芯片连接，规格设置拨码开关K1及测量精度设置拨码开关K2的输出端分别通过上拉电阻与MCU连接,MCU还分别与RS485通讯芯片及P2接口输入/输出连接，该通讯电路板读取感应到磁环的磁感应器件在测量电路板上的序号，并把该序号通过RS485通讯线发送到接收主机上。而且，所述的测量电路板由多个测量电路板单元拼接而成，每个测量电路板单元均包括P1接口、P2接口、并入串出移位寄存器芯片74HC165及干簧管，测量电路板单元的P1接口与其上级测量电路板单元的P2接口或与通讯电路板的P2接口对接，测量电路板单元的P2接口与其下级测量电路板单元的P1接口对接，所述并入串出移位寄存器芯片74HC165为多片级联，每片74HC165均通过上拉电阻与多个干簧管连接。而且，所述的干簧管在测量电路板上的排布包括三种方式，分别为均匀间隔水平排布、均匀间隔垂直排布及均匀间隔倾斜错位排布。一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器的测量系统，包括导向管、分层沉降传感器、钢丝及固定堵头，该导向管的底部敞开，顶部通过一固定堵头密封，在导向管内至上而下同轴间隔串联多个分层沉降传感器，在上下相邻的两传感器的吊环上连接钢丝，在最下端传感器的底部吊环上通过钢丝连接一个或多个牵拉重物，最上端传感器通过顶部吊环与固定堵头间钢丝连接，而且，每一传感器的485通讯线均从导向管顶部固定堵头的通孔内穿出，与地面的数据采集传送系统连接。本技术的优点和积极效果是：1、本传感器是一种基于MCU、RS485通讯、并入串出移位寄存器芯片、干簧管阵列的沉降测量设备，通过与无线远程数据传输系统配合使用，可以直接读出各个土层的沉降量，自动化程度高、省时省力。2、本传感器的结构设计科学合理，可以根据土层的厚度制定传感器的级联数量，传感器间通过钢丝软连接，组装、拆卸方便快捷，适应不同地质状况的岩土测量，应用范围广。附图说明图1为本技术的主视图；图2为图1的右视图；图3为图1的中轴剖视图；图4为通讯电路板的电路连接图；图5为测量电路板单元的电路连接图；图6为干簧管的检测单元电路图；图7为干簧管在测量电路板上的水平排布示意图；图8为干簧管在测量电路板上的垂直排布示意图；图9为干簧管在测量电路板上的错位排布示意图；图10为本分层沉降传感器的安装结构示意图；图11为反映本技术
技术介绍
的示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种基于RS-485通讯的连续测量分层沉降传感器，包括管壳4、上堵头3、下堵头5、吊环2，测量电路板6及通讯电路板5，在管壳的上端及下端分别封装上堵头及下堵头，在上堵头的顶面及下堵头的底面分别径向对称固装一对吊环，在管壳内安装有通讯电路板和测量电路板，在测量电路板上均布间隔连接干簧管7，在通讯电路板上连接RS485通讯线1，该RS485通讯线从上堵头穿出。所述的通讯电路板包括P1接口、P2接口、RS485通讯芯片、微控制器MCU、规格设置拨码开关K1及测量精度设置拨码开关K2，P1接口接入主机电源及RS485通讯线T+、T-，P2接口为通讯电路板与测量电路板的接口且与MCU输入/输出连接，稳压器HT7550提供整个传感器的5V电源，其输入端与P1连接、输出端分别与MCU及RS485通讯芯片DS75176连接，RS485通讯芯片DS75176负责RS485通讯，其分别与P1接口及MCU输入/输出连接，MCU为微控制器负责通讯数据接收和传感器数据获取及发送，规格设置拨码开关K1及测量精度设置拨码开关K2的输出端分别通过上拉电阻与MCU连接，通过K1设置本传感器的长度规格，该长度规格共有四档可选，分别为：0.5米、1米、1.5米、2米。通过K2可以设置本传感器的测量精度，该精度也有四档可选，分别为0.1cm、0.25cm、0.5cm、1cm。该通讯电路板的功能是读取感应到磁环的干簧管在测量电路板上的序号，并把该序号通过RS485发送到接收主机上。该通讯电路板的电路连接如图4所示。所述的测量电路板由多个测量电路板单元拼接而成，每个测量电路板单元均包括P1接口、P2接口、并入串出移位寄存器芯片74HC165及干簧管，测量电路板单元的P1接口与其上级测量电路板单元的P2接口或与通讯电路板的P2接口对接，测量电路板单元的P2接口与其下级测量电路板单元的P1接口对接，所述并入串出移位寄存器芯片74HC165为多片级联，每片74HC165均通过上拉电阻与多个干簧管连接。MCU发送读取使能、时钟信号，通过74本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于干簧管及RS‑485通讯的分层沉降传感器，其特征在于：包括管壳、上堵头、下堵头、吊环、测量电路板及通讯电路板，在管壳的上端及下端分别封装上堵头及下堵头，在上堵头的顶面及下堵头的底面分别径向对称固装一对吊环，在管壳内安装有通讯电路板和测量电路板，在测量电路板上均布间隔连接干簧管，在通讯电路板上连接RS485通讯线，该RS485通讯线从上堵头穿出。

【技术特征摘要】
1.一种基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器，其特征在于：包括管
壳、上堵头、下堵头、吊环、测量电路板及通讯电路板，在管壳的上端及下端分
别封装上堵头及下堵头，在上堵头的顶面及下堵头的底面分别径向对称固装一对
吊环，在管壳内安装有通讯电路板和测量电路板，在测量电路板上均布间隔连接
干簧管，在通讯电路板上连接RS485通讯线，该RS485通讯线从上堵头穿出。
2.根据权利要求1所述的基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器，其
特征在于：所述的通讯电路板包括P1接口、P2接口、RS485通讯芯片、微控制器
MCU、规格设置拨码开关K1及测量精度设置拨码开关K2，P1接口接入主机电源及
RS485通讯线，P2接口为通讯电路板与测量电路板的接口主机电源及RS485通讯
线与P1连接后分别与MCU的输入/输出口线及RS485通讯芯片连接，规格设置拨
码开关K1及测量精度设置拨码开关K2的输出端分别通过上拉电阻与MCU连接,MCU
还分别与RS485通讯芯片及P2接口输入/输出连接，该通讯电路板读取感应到磁
环的磁感应器件在测量电路板上的序号，并把该序号通过RS485通讯线发送到接
收主机上。
3.根据权利要求2所述的基于干簧管及RS-485通讯的分层沉降传感器，其
特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良志，程林，李忠杰，宋效第，陈柏州，陈少青，
申请(专利权)人：天津市北洋岩土工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12