[发明专利]一种无线同步采集的打桩监测装置和方法

说明书

本发明实施例提出了一种无线同步采集的打桩监测装置和方法，可以实现多个无线采集模块之间纳秒级的同步，使其完全满足打桩监测中微秒级的数据采集要求，根据主机设置触发阈值，以同步脉冲实现两个及以上(最多可支持15个)无线采集模块之间数据的同步采集及存储，无线采集模块之间任何一个通道可以指定作为触发通道，亦可任意通道触发，触发后上传到主机，主机根据触发地址再下发给无线采集模块，根据触发地址进行数据的读取并上传。以此实现主机对所有通道的数据同步显示、分析。

技术领域

本发明实施例涉及岩土工程检测、监测技术领域，尤其涉及一种无线同步采集的打桩监测装置和方法。

背景技术

目前重型工业厂房、桥梁及高层建筑的基桩普遍采用混凝土预制桩，通过锤击打入，在打桩监测过程中，可以得到锤击动应力变化、桩身完整性、打桩锤转换能量及桩承载力等信息。由于大直径的混凝土预制桩和钢梁桩越来越多，以及很多基桩工程在江河湖海中，传统的通过电缆方式连接加速度传感器和应变传感器的基桩打桩监测装置已不能很好的满足监测需求，采用无线的方式进行传感器数据的采集、传输，并利用上位机进行数据分析是现有打桩监测的主要方式。

打桩监测是基于基桩高应变检测的一种连续监测基桩单桩竖向抗压、承载力及桩身完整性的方法。打桩监测过程中使用两个应力传感器和两个加速度传感器对称固定在桩顶附近，随连续锤击沉桩过程，记录每一锤作用下检测截面M处的力F(t)和速度V(t)与阻抗Z乘积的变化，利用波动理论计算方法，从中可以获取基桩的可打性分析(即通过桩身锤击应力监测和锤击能量监测，评判打桩机能否适应场地工程地质条件将桩有效地打入设计深度)、桩身结构完整性、基桩竖向极限承载力等重要信息和分析结果。

图1为现有技术的无线打桩监测装置示意图。如图1所示，包括传感器连接线缆0，打桩锤3，圆柱4为待打入的预制桩，现有技术的一套完整的打桩监测装置包括第一加速度传感器5和第二加速度传感器6、第一力传感器7和第二力传感器8、打桩监测主机10和第一无线采集模块1、第二无线采集模块2(其中第一无线采集模块1和第二无线采集模块2是两个功能、电路完全相同模块)；其中第一加速度传感器5和第一力传感器7连接到1,第二加速度传感器6和第二力传感器8连接到2。9为两个无线采集模块的固定点。第一加速度传感器5和第二加速度传感器6、第一力传感器7和第二力传感器8安装在待待打入预制桩的桩头水平截面的四周表面，第一加速度传感器5和第二加速度传感器6对称安装，第一力传感器7和第二力传感器8对称安装。在打入桩的过程中对桩体完整性进行监测，随着打桩锤3每打入一锤，待监测的打入桩产生质点应力和加速度，第一无线采集模块1、第二无线采集模块2分别设定各自的触发阈值、采样点数等参数，根据打入桩产生质点应力和加速度分别触发采集数据，并通过无线传输的方式，将采集到的数据上传到主机10进行显示保存、计算分析，此时完成一锤的数据监测，主机10根据此数据判断在桩打入过程中的桩体完整性。现有技术的无线打桩监测装置存在以下缺陷：第一，每个无线模块的没有实时同步的控制，模块各自进行触发电平的比较，并分别进行数据的采集记录，不能保证每一路的信号采集的一致性。影响后期的数据分析。第二，无线采集模块只是负责不断采集数据，上传到主机。主机进行信号组合，主机在进行数据组合时易造成数据组合不正确。第三，在打桩锤偏击时可能导致一个无线模块的传感器触发，而另一个无线模块的传感器触发较慢或者不触发的情况发生，造成数据丢失，影响判断。

发明内容

本发明实施例提供一种无线同步采集的打桩监测装置和方法，用以解决现有技术中打桩锤偏击时可能导致一个无线模块的传感器触发，而另一个无线模块的传感器触发较慢或者不触发的情况发生，造成数据丢失，影响判断的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种无线同步采集的打桩监测装置，包括主机和多个无线采集模块；

所述无线采集模块，连接所述主机，用于接收主机的同步采集指令，进行同步采集；