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1主要系統(tǒng)介紹

振搗軌跡采集子系統(tǒng)振搗軌跡（x，y，z）采集子系統(tǒng)由基準站／移動站衛(wèi)星接收機、基準站電臺／電臺天線、CPCS天線、十字把手套管及單片機等儀器設(shè)備組成．其中衛(wèi)星接收機可接收衛(wèi)星信號并實時解算軌跡坐標數(shù)據(jù)，由電池供電，最長工作時間可達10h．電臺用于將基準站接收機解算的差分數(shù)據(jù)發(fā)送給移動站接收機，由蓄電池供電，功率1～28W，可根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸距離設(shè)置．振搗時間采集子系統(tǒng)振搗時間采集子系統(tǒng)由特制分離式電極裝置和單片機組成．其中電極裝置一端為內(nèi)嵌細小銅棒電極的尼龍條，并黏接于振搗棒棒頭，另一端為電源插頭與單片機連接．該系統(tǒng)在振搗時可實時采集電極電位值，并將數(shù)據(jù)傳送給單片機．單片機數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)子系統(tǒng)由單片機、液晶屏、數(shù)傳線、電臺及終端計算機等組成．其中單片機通過數(shù)傳線采集振搗時間和振搗軌跡2種數(shù)據(jù)格式，然后進行過濾、整合，并通過電臺發(fā)送給終端計算機．液晶屏可實時顯示振搗狀態(tài)，方便振搗施工人員查看．振搗狀態(tài)實時顯示和評價軟件子系統(tǒng)計算機通過電臺接收單片機傳來的四維振搗坐標數(shù)據(jù)（x，y，z，t）并將其存入數(shù)據(jù)庫．圖形處理軟件根據(jù)振搗參數(shù)要求，判斷出相應(yīng)區(qū)域的混凝土振搗效果，并將各區(qū)域振搗效果以圖形方式顯示．系統(tǒng)框圖．

2上位機軟件

將空間澆注體根據(jù)數(shù)據(jù)點離散為若干個小空間圓柱體，以振搗數(shù)據(jù)點位置作為圓心，振搗棒有效作用半徑（依據(jù)混凝土流變參數(shù)特征和振搗棒規(guī)格型號，確定5～10倍的振搗棒直徑）作為振搗影響范圍，振搗棒長作為柱高，填充振搗區(qū)域；識別數(shù)據(jù)庫中振搗邊界數(shù)據(jù)，建立振搗區(qū)域；再將數(shù)據(jù)庫中其他有效數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)與邊界數(shù)據(jù)之間相應(yīng)的位置進行計算對比，在振搗區(qū)域中標示出振搗數(shù)據(jù)點位置；根據(jù)振搗棒工作軌跡，計算振搗區(qū)域時間疊加，根據(jù)施工規(guī)范確定的振搗時間要求，判斷振搗區(qū)域效果：低于閾值為欠振，高于閾值為過振，空白區(qū)域則為漏振；以不同顏色和尺度方式顯示欠振／漏振／過振區(qū)域．

3下位機軟件

數(shù)據(jù)接收，即負責(zé)將CPCS設(shè)備測量獲得的振搗軌跡數(shù)據(jù)（包括振搗邊界數(shù)據(jù)）通過數(shù)傳線，經(jīng)串口接收至單片機進行處理；數(shù)據(jù)測定采集，即根據(jù)固定在振搗棒上電極裝置以及單片機測定獲取振搗時間數(shù)據(jù)x采集電路主要由陰陽電極、供電線路和采集信號電路等3個部分組成．電路中電位器與電極串聯(lián)，Signalout信號輸出電位器電壓值．為確保電極在接觸水泥漿前后產(chǎn)生可辨信號輸出極差，經(jīng)不同配比混凝土試驗確定電位器阻值為29kΩ，此時電壓差值可達1568～2156mV，可準確判定振搗狀態(tài)．具體原理為：當(dāng)電極兩端插入混凝土后，電極間阻抗發(fā)生變化，導(dǎo)致電位器與電極間產(chǎn)生電壓變化，通過檢測比較Signalout信號與插拔混凝土采樣電壓的差值關(guān)系，判定振搗棒與混凝土接觸與否．其中，電路輸入電壓為5V，單片機內(nèi)采用8位A／D轉(zhuǎn)換器，可將5V電壓轉(zhuǎn)換為0～255級電位顯示值，每級代表實際電壓約19．6mV，此外，下位機程序中還添加了電位調(diào)整參數(shù)的手動輸入功能，提高了檢測準確度．其操作實現(xiàn)過程為：根據(jù)混凝土殘留漿液在插入和拔離混凝土拌和物時電位值的不同，通過電極裝置對擬振搗混凝土作業(yè)面進行插拔狀態(tài)的電位值采樣；振搗棒插入與拔離時，鑒于混凝土漿液阻值的穩(wěn)定取值存在客觀時間間隔，可通過設(shè)定電位調(diào)整值適時增大插入時的采樣值和縮小拔離時的采樣值，調(diào)試振搗作業(yè)狀態(tài)的判定閾值；單片機內(nèi)計時器根據(jù)振搗狀態(tài)實時電位值與閾值進行開閉運行，完成對振搗時間測定采集；數(shù)據(jù)過濾整合，即可過濾掉不符合定位精度要求的振搗軌跡數(shù)據(jù)和振搗狀態(tài)不穩(wěn)定時間的數(shù)據(jù)，將滿足混凝土插拔振搗時間要求和對應(yīng)的軌跡定位數(shù)據(jù)整合起來，以全新數(shù)據(jù)格式編寫；遠程PC機數(shù)據(jù)傳輸通信，即將整合編寫的振搗棒四維軌跡數(shù)據(jù)（x，y，z，t），經(jīng)無線電臺以數(shù)據(jù)包形式傳輸?shù)竭h程PC機上進行處理．

作者：田正宏邊策毛龍吳越建單位：河海大學(xué)中國水利水電第七工程局有限公司