無電纜靜力觸探雙橋探頭的研制與應用

靜力觸探是工程地質勘察中的一種原位測試方法，其原理是將圓錐形探頭按一定速率勻速壓入土中，量測其貫入阻力(錐頭阻力、側壁摩阻力)。 代替電纜線傳輸數據，我們將一個自主開發的壓力數據采集卡植入靜力觸探頭的外接探桿內，量測相應的錐尖摩阻力和側壁摩阻力值。通過采集卡的同步開關開始定時收集試驗數據，做到和深度數據采集同步，數據采集過程由單片機進行程序控制。

靜力觸探試驗是利用準靜力以恒定的貫入速率將一定規格和形狀的圓錐探頭通過一系列探桿壓入土中，同時測記貫入過程中探頭所受到得阻力，根據測得的貫入阻力大小來間接判斷土的物理力學性質的現場試驗方法。 在靜力觸探數據采集處理系統中,觸探頭是量測地基土貫入阻力的關鍵部件,通過探頭內部的傳感器,實現了一系列量的轉換,土的強度-土的阻力-傳感器的應變-電阻的變化-電壓的輸出。



我們在探頭內部植入壓力數據采集卡，定時測得探頭傳感器的數據，將此位置測得的模擬信號經高精度線性放大器放大,然后經數據采集卡A/ D 轉換將模擬信號轉換為計算機可以識別的數字信號,實驗后取下采集卡通過串行接口接入電腦進行數據處理。在滾動輪上加上數字光電編碼器，深度采集卡通過滾軸的變化定時記錄深度數據并儲存起來，試驗后通過串行口接入電腦進行數據處理。壓力數據與深度數據對應組合，利用相關軟件進行后期的數據處理，繪制靜力觸探曲線，并將曲線打印出來?，F在已經進行了市場的可行性論證、整體規劃方案的編寫和技術設計要求的編寫。

 1.科學先進性： 本靜力觸探儀在傳統儀器的基礎上進行改進，將傳統的有纜數據通信改造成利用數據采集卡進行數據的采集和存儲,實現了無纜化通信，通過軟件設計實現了對數據的自動化采集、存儲以及串行傳輸。其科學先進性有如下幾點： （1）因為在傳統的靜力觸探試驗過程中，探頭連接著電纜存在很多不便，不但在處理探桿時耗費時間，而且電纜和連接頭容易意外損壞。靜力觸探儀在試驗時按動采集卡按鈕就可實現現場靜力觸探數據的無纜化實時自動采集,使現場試驗更加便捷，節省人力，試驗數據更加可靠。 （2）利用存儲芯片作為數據的存儲介質,整個采集板卡集成度高。由于使用的芯片功耗較低，延長了鋰電池的工作時間，使板卡性能更趨穩定，能夠保存長時間、大容量的數據。 （3）采集板卡與PC機串行通信并利用單片機對數據采集進行控制，可根據實際需要即時對單片機的軟件控制程序進行擦除和修改，不斷優化單片機對數據的采集和控制，進行采集系統的進一步開發。