可视化灌浆压力检测系统的制作方法

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本实用新型涉及灌浆工程监测技术领域，尤其涉及可视化灌浆压力检测系统。


背景技术：

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当今世界范围内的工程界普遍传言：19世纪是长大桥梁发展的时代，20世纪是高层建筑发展的时代，21世纪将是长大隧道洞工程发展、大力开发利用地下空间的时代。随着世界各国交通运输、水利水电工程和城市地铁与地下空间的开发利用等地下工程建设规模不断扩大，隧道(洞)工程迅速发展起来。为了解决人民生活用水及工业用水紧缺的问题，我们兴建了许多调水引水工程，这些引水工程是通过引水隧洞应用流域内部或流域之间的水源。另外，为了缓解城市交通，人们开始开发和利用地下空间资源，许多较发达的城市开始筹划修建地铁。这样由于南水北调、西气东输、地铁的大量兴建等交通设施的建设，对于地下隧洞和地下结构工程的需求不断增大。
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固结灌浆是通过灌浆在隧洞周边形成一定深度的灌浆加固圈，使其成为隧洞承载和防渗阻水的主要结构，隧洞高压固结灌浆的目的是加固隧洞围岩、封闭隧洞周边岩体裂隙，提高隧洞围岩的整体性和抗变形能力，增强围岩抗渗能力和长期渗透稳定性。因此，在施工过程中应对各主要技术参数进行实时监控和记录，以确保工程的安全和质量。但灌浆施工是地下隐蔽工程，导致灌浆密实度的监测和控制一直是未解决的工程难题。若灌浆密实度过高，则会造成有害的水力劈裂和扩缝效应，从而引发地层抬动或其他对主体工程造成严重破坏的灌浆事故；若灌浆密实度偏低，则浆液将无法有效充填被灌岩体的细小裂隙和空洞，影响灌浆质量，造成安全隐患。灌浆压力是浆液在地层中扩散的动力，它是衡量灌浆是否密实的一个重要参数，直接影响灌浆的质量和加固效果。


技术实现要素：

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(一)解决的技术问题
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本实用新型的目的在于利用传感器网络技术、通信技术和可视化显示技术实现在灌浆工程中灌浆压力的实时显示，为解决人工控制存在滞后性和盲目性的问题，从而提高工程质量。
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(二)技术方案
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为实现上述提高工程质量的目的，本实用新型提供如下技术方案：可视化灌浆压力检测系统，包括压力监测模块、数据传输模块及显示模块，所述压力监测模块的内部含有密闭橡胶球、主控芯片和压力传感器，所述压力监测模块为密闭状态，利用外界对密闭橡胶球的挤压造成形变导致内部气压的变化并通过气压传感器采集压力。
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优选的，所述数据传输模块包括zigbee无线数据发送模块、电池和稳压电源模块，所述稳压电源模块采用lm1117-3.3芯片，与zigbee无线数据发送模块和电池组成数据传输模块，完成对压力监测模块的供电和信息的传输，所述电池可实现设备自身供电，无需外接电源供电即可工作。
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优选的，所述显示模块包括zigbee无线数据接收模块、ttl转usb模块和pc端可视化压力显示界面。
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优选的，所述zigbee无线数据发送模块和zigbee无线数据接收模块采用2.4ghz低成本cc2530芯片，它可以配置为多对一传输模式，同时抗干扰能力强、传输距离远，可以在灌浆工程中进行多点监测。
[0011]
优选的，所述pc端可视化压力显示界面采用基于labview设计的程序，可以将多节点采集到的压力数据分别利用曲线和数值显示在界面中。
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(三)有益效果
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与现有技术相比，本实用新型提供了可视化灌浆压力检测系统，具备以下有益效果：
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本实用新型涉及可视化灌浆监测系统，具有体积小、成本低、抗干扰能力强、便于铺设等特点，适用于桥梁、隧道建设中的帷幕灌浆等工程，可以实时显示灌浆工程中的灌浆压力值，操作方便快捷，数据获取简单易行。
附图说明
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图1为本实用新型提出可视化灌浆压力检测系统中压力监测模块与数据传输模块的示意图；
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图2为本实用新型提出可视化灌浆压力检测系统中显示模块的示意图。
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图例说明：
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1、压力监测模块；11、密闭橡胶球；12、主控芯片；13、压力传感器；2、数据传输模块；21、zigbee无线数据发送模块；22、电池；23、稳压电源模块；3、显示模块；31、zigbee无线数据接收模块；32、ttl转usb模块；33、pc端可视化压力显示界面。
具体实施方式
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为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
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参照图1-2，可视化灌浆压力检测系统，包括压力监测模块1、数据传输模块2及显示模块3，压力监测模块1的内部含有密闭橡胶球11、主控芯片12和压力传感器13，主控芯片12的型号为msp430g2553，压力传感器13的型号为bmp180，压力监测模块1为密闭状态，利用外界对密闭橡胶球的挤压造成形变导致内部气压的变化并通过气压传感器采集压力。
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进一步地，数据传输模块2包括zigbee无线数据发送模块21、电池22和稳压电源模块23，稳压电源模块23采用lm1117-3.3芯片，与zigbee无线数据发送模块21和电池22组成数据传输模块2，完成对压力监测模块的供电和信息的传输，电池22可实现设备自身供电，无需外接电源供电即可工作。
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进一步地，显示模块3包括zigbee无线数据接收模块31、ttl转usb模块32和pc端可视化压力显示界面33。
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进一步地，zigbee无线数据发送模块21和zigbee无线数据接收模块31采用2.4ghz低成本cc2530芯片，它可以配置为多对一传输模式，同时抗干扰能力强、传输距离远，可以在灌浆工程中进行多点监测。
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进一步地，pc端可视化压力显示界面33采用基于labview设计的程序，可以将多节点采集到的压力数据分别利用曲线和数值显示在界面中。
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本实用新型的工作原理及使用流程：用户使用时将压力采集模块置于混凝土管片内部的待灌浆区域，通过有线连接到灌浆孔外的数据传输模块2，从数据传输模块2的稳压电源开关按钮23处打开电源，并打开接收端的zigbee无线数据接收模块31、ttl转usb模块32及pc端可视化压力显示界面33，显示程序中选择对应的串口即可显示当前灌浆工程中的灌浆压力值，灌浆压力采集模块可以同时安装多个，显示界面可以按照不同的采集点位置显示出实时压力值，当所有采集点均满足灌浆饱和的要求时，系统发出提示，提示此时灌浆已完成。
[0026]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0027]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。