工程结构监测基础与实践 课件 15.静力水准仪

静力水准仪01原理Principle02设备和工具EquipmentandTools03操作步骤Steps04代码讲解ProgramExplanationCONTENT目录101原理23原理静力水准仪原理

静力水准仪是依据“连通管”原理工作的：两端开口与大气相通的U型管注入液体后，液体在大气压力和重力的作用下，最终会保持在同一个水平面。测量出测点液位的变化，即可得到测点的位置变化。测点2地基下沉测点3地基上升H1H2H3H4H1-H10液位变化量：H2-H20H3-H30H4-H40沉降量：初始液位值H10H20H30H404原理常见的静力水准仪超声波静力水准仪由装在仪器底部的超声波探头发出超声波信号，到达液面被反射回来，根据探头接收到反射回波的时间差与超声波在液体中的传播速度，算出液体高度。压差式静力水准仪利用压力传感器测量液体压力的变化量再除以液体的密度和重力加速度得到液体高度。磁致伸缩静力水准仪利用磁致伸缩效应，用两个不同磁场相交时产生的应变脉冲信号被检测到的时间来计算出磁场相交点的准确位置，从而测量出液体的高度。5原理数据采集原理实验将使用了两台压力式静力水准仪，其中一台作为基准点，另外一台模拟沉降监测点。两台的静力水准仪的数据，通过JcbleJuRaTinyMLKit上的RS485接口读取数据，再通过TypeC接口与电脑相连通过电脑的串口监视器显示读数。接线示意图602设备和工具7设备和工具实验所用主要设备和工具2台静力水准仪储液罐12V电源适配器JcbleJuRaTinyMLKit开发板通液管通气管通信线缆803操作步骤9操作步骤实验操作步骤设备连接将各设备通讯接口用屏蔽五芯延长线串联：通讯线缆的五芯接线对准设备通讯接口，旋紧黑色螺帽固定。通信线缆连接通气管连接从第一台设备开始，剪好合适长度的通液管，通液口螺帽先套入通液管中，再将液管套入到设备的通液口上。通液管连接从第一台设备开始，剪好合适长度的通气管，通气口螺帽先套入通气管中，再将液管套入到设备的通气口上。设备充液和排气泡通过RS485通讯线连接开发板，并连接电源开发板通过USB转Tpye-C线连接到电脑10操作步骤注意事项通气管连接注意事项通液管连接注意事项充液和排气泡注意事项其他注意事项每段通气管长度应为两台设备要相连的通液口之间的实际距离+10cm，这是为了防止沉降发生时，管长度不够，拉伸过紧而发生漏液现像。通气管口要剪平整，否则不容易套入通气口，并且螺帽不用锁太紧。每段通液管长度应为两台设备要相连的通液口之间的实际距离+10cm，这是为了防止沉降发生时，管长度不够，拉伸过紧而发生漏液现像。通液管口要剪平整，否则不容易套入通液口，并且螺帽不用锁太紧。储液罐与静力水准仪之间要有一定高度差，至少要80cm。充液时打开末端水准仪的排液口，等待水留一段时间后，堵住排液口，用内六角扳手慢慢拧开排气阀，排出设备中的气泡。储液罐的阀门需要保持打开，处于垂直状态。接12V电源适配器，要认准正负极，有一条白色杠的是正极接红色，黑色是负极。为提高数据精度，所有设备安装位置尽量保持水平，并应该安装同一个朝向，可视窗平行于垂直面或是平行于水平面。1104代码讲解12代码讲解代码当你没有使用串口监视器时，程序就会一直循环运行while(!Serial){;}，当你打开串口监视器，程序会退出while循环，开始loop中的程序。ModbusRTU是利用RS485作为物理层实现的Modbus通信协议，也是现代工业通信中使用广泛的通讯连接方式，这种方式的连接抗干扰能力强，连接速率稳定，适应工业的恶劣环境。无限循环没有读取到数据，就会显示"failedtoreadregisters!"清除data里保留的数据。把液位值和温度值的格式化数据存入data这个字符数组当中。13代码讲解代码运行结果代码输入完成后，上传进开发板中，点击串口监视器，即可看到静力水准仪读取的数据（a）两个静力水准仪水平放置一段时间后的读数（