基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜力水準(zhǔn)儀是用于測量不同位置的相對沉降的精密儀器，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)的多個監(jiān)測點的沉降監(jiān)測。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，將各個監(jiān)測點的容器用管道連通起來，當(dāng)各個監(jiān)測點的容器處于同一個水平面上時，這些容器中的液位值都相同，而當(dāng)某個監(jiān)測點發(fā)生沉降時，該監(jiān)測點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)換為對容器中液位的測量，由各個監(jiān)測點容器中液體的相對液位值就可以得出各點相對參考平面的沉降值。
[0003]目前，靜力水準(zhǔn)儀采用的測量方法主要包括:人工標(biāo)尺測量法、磁致伸縮測量法和光纖光柵測量法。人工標(biāo)尺測量法是最簡單直觀的方法，由人工利用標(biāo)尺或者其他測量工具測出各個監(jiān)測點的容器中的液位值，然后與參考容器中的液位值就可得到各個監(jiān)測點的相對沉降值，該方法簡單直觀，安裝方便，但是工作量大，存在人工誤差，且無法實現(xiàn)自動測量，在實際中使用較少。磁致伸縮測量法是在每個容器中安裝磁致伸縮測量桿，通過超磁材料將每個容器的液位變化信息轉(zhuǎn)換為電信號，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€監(jiān)測點容器中的液位值與參考容器中的液位值進行對比，得出各個監(jiān)測點相對于參考面的沉降值，該方法精度高、容易實現(xiàn)自動化測量，但是需要通過大量數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)，安裝復(fù)雜，且價格較高，對安裝精度要求較高，因此適用性較差。光纖光柵測量法是在每個容器頂部安裝一個光纖光柵傳感器，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，浮筒高度隨之改變，帶動光纖光柵傳感器參數(shù)改變。各個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就可以解調(diào)出各個容器中的液位值，該方法可以實現(xiàn)全光測量，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)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、自動化乃至區(qū)域組網(wǎng)的靜力水準(zhǔn)監(jiān)測。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)，包括設(shè)在參考點和監(jiān)測點的封閉容器、安裝在封閉容器頂部的液位測量模塊和多個無線傳輸模塊以及設(shè)置在預(yù)定監(jiān)測點的封閉容器上的服務(wù)器模塊，其中，所述參考點不發(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；所述液位測量模塊包括激光器和光電探測器，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量模塊連接，用于采集所述液位測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，所述多個無線傳輸模塊與所述服務(wù)器模塊構(gòu)成一個局域網(wǎng)；所述服務(wù)器模塊用于接收各監(jiān)測點的無線傳輸模塊發(fā)送的液位值，并根據(jù)接收到的液位值得到各監(jiān)測點的相對沉降值，從而實現(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)測點的相對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)測點的測量結(jié)果發(fā)送給遠端的區(qū)域控制中心，以實現(xiàn)區(qū)域遠程組網(wǎng)監(jiān)測。
[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)測點的無線傳輸模塊發(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，啟動所述液位測量模塊，采集所述液位測量模塊得到的液位值，并傳輸所述液位測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)測距原理，結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，能精確測量出各個監(jiān)測點封閉容器中的液位值；
[0010]2.液位測量模塊與封閉容器一體，安裝方便，穩(wěn)定性好，保證各個液位測量模塊的一致性，極大地減小測量誤差；
[0011]3.各封閉容器中液位值測量采用非接觸式的激光測量，不與被測液體接觸，使用安全方便，無機械磨損，工作壽命長；
[0012]4.服務(wù)器模塊可以設(shè)置在其中一個封閉容器上，無需單獨規(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，可實現(xiàn)針對多個監(jiān)測區(qū)域的聯(lián)合組網(wǎng)在線監(jiān)測；
[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)明實施例的基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實施例的基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的原理示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實施例的基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的信號傳輸示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]參見圖1，是本發(fā)明實施例的基于光學(xué)測距的靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)包括設(shè)在參考點和監(jiān)測點的封閉容器1、安裝在封閉容器I頂部的液位測量模塊2和多個無線傳輸模塊3以及設(shè)置在預(yù)定監(jiān)測點的封閉容器I上的服務(wù)器模塊4。監(jiān)測點是需要監(jiān)測沉降的點，參考點是預(yù)先選定的點，參考點不會發(fā)生沉降。監(jiān)測點的數(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，這樣所有封閉容器I中的液面就處于同一水平面上。當(dāng)某個監(jiān)測點發(fā)生沉降時，該監(jiān)測點處的封閉容器I會隨之一起沉降，此時該封閉容器I中的液面就會低于參考點的封閉容器I中的液面，透明液體會從別的封閉容器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]液位測量模塊2包括激光器和光電探測器，激光器用于向透明液體的液面發(fā)出激光，光電探測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