[实用新型]一种自适应量程的基桩检测仪

说明书

本实用新型提供了一种自适应量程的基桩检测仪(1)，其中，所述基桩检测仪包括：嵌入式计算机(101)、电源电路(102)、无线传输模块(103)、信号采集与调理模块(104)、液晶显示屏(105)和GPS模块(106)。本实用新型的基桩检测仪，对两路传感器数据进行融合处理，形成兼顾大小信号的最终数据，从而实现自适应量程功能，解决了传感器信号的非线性失真与噪声问题，同时对硬件电路规模过大，成本过高、功耗过大等问题，进行了优化改进，便于系统的微型化和规模化应用。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程检测技术领域，具体而言，涉及一种自适应量程的基桩检测仪。

背景技术

桩基作为建筑物基础构造形式的一种，埋于地下，属于隐蔽工程。准确判定桩基工程的质量对于确保建筑整体的质量、安全十分重要，根据《建筑桩基检测技术规范JGJ106-2014》，桩基检测的主要方法有静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等几种。其中，静载试验通常采用静载荷测试仪，低应变法通常采用基桩低应变检测仪，高应变法通常采用基桩高应变检测仪，声波透射法通常采用基桩超声波检测仪。这类基桩检测仪具备的共同特点是：均由一台带液晶显示屏的主机与一种或多种类型的传感器组成，检测人员通过操控主机，获取各传感器的实时数据，从而分析判断基桩的承载力或桩身的完整性。

在实际的工程应用中，上述基桩检测仪存在的问题是：1、检测人员在进行现场检测时，无法预知各类检测传感器接收到的能量大小，通常传感器接收到的信号电压范围在uV～10V不等，即动态范围达140dB以上。为了能够有效的采集到如此高动态范围的传感器信号，通常在基桩检测仪中，信号采集与调理模块需要增设一级或多级可调增益放大器，后端再搭配高精度的24Bit或32Bit ADC，才能确保采集到的传感器信号不失真的呈现给检测人员进行分析与判读。

因此，为了采集到比较好的传感器信号，在检测过程中，检测人员需要根据预先采集的传感器信号大小，手动反复调整放大倍数，直到将放大倍数调整到在不超过系统量程的前提条件下，确定最优放大倍数后，才能开始正常的检测。可见，这种手动设置放大倍数的方式，操作繁琐，而且对检测人员也有一定的专业技术要求。

2、为了优化检测人员操作体验，当前在基桩检测仪中，逐步实现了可自动调整放大倍数的功能，以自动适应传感器信号电压范围满足uV～10V性能要求。目前基桩检测仪自动调整放大倍数的功能采用如下两种技术方案：

方案1：通过瞬时浮点增益控制的方式实现，该方式虽然可以通过运算放大器自动增益控制电路实现放大倍数自动调整，达到了自适应量程的功能，但是，电路实现规模复杂，而且在每个相邻的增益码间，信号会出现非线性失真与噪声，虽然可以通过后续软件算法的优化处理等到缓解，但是波形失真会导致信号的完整性受影响，最终会影响检测结果的准确性。

方案2：通过在基桩检测仪中，增设三路信号采集与调理模块，其中三路信号增益分别设置为：衰减M倍、放大1倍、放大N倍，并选用多路ADC同步采集传感器信号，最终将三路传感器信号同步缓存，再通过采用幅值比较判读的方式，自动选择最优的一路数据作为最终检测数据。与方案1相比较，此方案虽然解决了传感器信号的非线性失真与噪声问题，同样硬件电路规模过大，成本过高、功耗过大，不利于系统的微型化和规模化应用。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是：现有基桩检测仪传感器信号的非线性失真与噪声以及硬件电路规模过大，成本过高、功耗过大等问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种自适应量程的基桩检测仪1，其中，所述基桩检测仪包括：

嵌入式计算机101、电源电路102、无线传输模块103、信号采集与调理模块104、液晶显示屏105和GPS模块106；

所述嵌入式计算机101，用于数据接收、处理以及反馈；