[发明专利]一种灌注桩超灌监控系统及方法

权利要求书

1.一种灌注桩超灌监控系统，其特征在于：包括上位机和下位机，所述上位机具体为数据监控计算机（1），所述下位机包括LCR测试仪（2）和微控制器（3）；

所述LCR测试仪（2）的信号反馈端通过导线与电阻测量探头（4）相连，所述电阻测量探头（4）设置在灌注桩浇灌混凝土时的标高处，所述LCR测试仪（2）的信号控制端通过导线与数据监控计算机（1）相连；

所述微控制器（3）通过导线分别与声光报警模块（5）、温度传感器（6）相连；

所述数据监控计算机（1）和微控制器（3）的数据通信端均连接有无线通信模块（7），所述数据监控计算机（1）通过无线网络与微控制器（3）无线连接;

所述微控制器（3）使用的芯片为控制芯片U1，所述温度传感器（6）使用的芯片为温度传感芯片U2，所述无线通信模块（7）使用的芯片为无线通信芯片U3；所述微控制器（3）的电路结构为：

所述控制芯片U1的D2引脚并接温度传感芯片U2的DQ端后与电阻R0的一端相连，所述电阻R0的另一端并接温度传感芯片U2的VDD端后与控制芯片U1的3.3V电源输出端相连；

所述控制芯片U1的D3引脚与蜂鸣器LS1的1脚相连；

所述控制芯片U1的D31引脚并接复位开关K1的一端后接地，所述复位开关K1的另一端与蜂鸣器LS1的2脚相连；

所述控制芯片U1的D47引脚依次串接电阻R3和发光二极管D2后接地；

所述控制芯片U1的D49引脚依次串接电阻R2和发光二极管D1后接地；

所述控制芯片U1的D51引脚依次串接电阻R1和发光二极管D3后接地；

所述控制芯片U1的D16引脚与无线通信芯片U3的9脚相连；

所述控制芯片U1的D17引脚与无线通信芯片U3的10脚相连。

2.根据权利要求1所述的一种灌注桩超灌监控系统，其特征在于：所述数据监控计算机（1）中单片机型号为STM32F103U8T6；

所述控制芯片U1的型号为Arduino Mega 2560；

所述温度传感芯片U2的型号为DS18B20；

所述无线通信模块（7）具体为Zigbee无线通信模块，所述无线通信芯片U3的型号为KLZB214A。

3.一种灌注桩超灌监控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：在工地钻孔灌注桩附近启动LCR测试仪（2）和微控制器（3），将电阻测量探头（4）和温度传感器（6）埋入钻孔灌注桩浇灌混凝土的标高处、护壁泥浆中，测量该处电阻及温度数据；所述LCR测试仪（2）采集到的电阻数据通过现场通信总线将数据上传至数据监控计算机（1）；

步骤二：启动温度传感器（6），通过微控制器（3）向其发送控制指令，温度传感器控制芯片U2判断该指令是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收控制指令，如果判断为是，则控制温度传感器（6）开始采集相应位置的温度数据，并将采集数据实时反馈回微控制器（3）；

步骤三：启动声光报警模块（5），通过微控制器（3）向其发送反馈信号，声光报警模块（5）判断该信号是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收反馈信号，如果判断为是，则控制声光报警模块（5）内部相应元器件执行相应操作，用于表示当前灌注桩的超灌情况：

当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得的电阻数据是预设的泥浆电阻值时，绿灯亮，蜂鸣器不报警；

当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得的电阻数据发生突变，当突变斜率绝对值大于2时，黄灯亮，蜂鸣器不报警；

当设置在灌注桩内的电阻测量探头（4）测得电阻数据发生突变后进入平稳段，在平稳段连续三个10s的时间段内最大值和最小值的差值小于10Ω时，红灯常亮，蜂鸣器处于报警状态鸣叫；

并将反馈信号及相应操作数据实时反馈回微控制器（3），作为操作日志存储；

步骤四：启动无线通信模块（7），通过微控制器（3）向其发送控制指令，无线通信模块（7）判断该指令是否为有效命令，如果判断为否，则忽略，待重新接收控制指令，如果判断为是，则控制微控制器（3）将内部存储的温度数据及操作日志发送至无线通信模块（7），无线通信模块（7）通过无线网络将数据上传至数据监控计算机（1）；

步骤五：数据监控计算机（1）对接收到的温度数据及电阻数据进行分析处理，通过与预设的导电性能差异阈值进行比较，判断当前灌注桩内泥浆与混凝土状态，将结果显示在显示屏上，并向微控制器反馈相应的状态信号，对声光报警模块（5）进行相应的声光控制。