一种基于无线传输的摩阻系数检测系统和检测方法与流程

1.本发明属于测量技术领域，具体涉及一种基于无线传输的摩阻系数检测系统和检测方法。


背景技术：

2.在桥梁工程中，预应力孔道摩阻系数检测是施工前的一项非常重要的工作，开展孔道摩阻系数试验主要是为了验证设计数据和积累施工资料。而目前在现场孔道摩阻系数试验检测过程中需要连接线读取数据，而施工现场环境复杂，采用有线连接较不方便。此外采用仪器获取后的数据，需要人工手动去计算相关结果，这样会消耗很多的人力、物力资源并造成不必要的能源消耗，同时并不能保证检测的准确性和及时性。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.本发明旨在提高测量的准确性和及时性，提供一种基于无线传输的摩阻系数检测系统和测量方法。
5.第一方面，本发明实施例提供一种基于无线传输的摩阻系数检测系统，包括:至少一个传感器单元、数据采集单元、无线通信单元以及终端单元；所述传感器单元通过串口与所述数据采集单元相连，所述数据采集单元通过所述无线通信单元与所述终端单元进行数据交互；
6.所述传感器单元用于测量钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2；所述数据采集单元用于将所述张拉端力值p1和锚固端力值p2发送终端单元；所述终端单元用于基于所述张拉端力值和锚固端力值进行计算，得到p2/p1的实际值，并与p2/p1的理论值进行比较，得到比较结果，并进行显示。
7.可选地，所述传感器单元包括第一穿心压力传感器和第二穿心压力传感器，其中，所述第一穿心压力传感器用于测量张拉端力值p1，所述第二穿心压力传感器用于测量锚固端力值p2。
8.可选地，所述终端单元还用于与测量人员进行人机交互，接收所述测量人员输入的管道总长x、管道总弯角θ、摩阻系数μ值和孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k值，并自动计算出p2/p1的理论值。
9.可选地，基于无线传输的摩阻系数检测系统还包括云端数据服务器，所述终端单元用于将计算得到的数据发送至云端数据服务器进行存储。
10.可选地，所述终端设备包括平板电脑、手机、笔记本、个人数字助理、穿戴式设备、车载设备中的任意一种。
11.可选地，所述无线通信单元包括wi fi模块。
12.第二方面，本公开实施例提供一种基于无线传输的摩阻系数检测方法，包括：
13.通过无线接收数据采集单元传送的钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2，其中，所述钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2是通过传感器单元测量得到的；
14.基于所述张拉端力值p1和锚固端力值p2进行计算，得到p2/p1的实际值；
15.比较p2/p1的实际值与p2/p1的理论值，得到比较结果，并进行显示。
16.可选地，所述比较p2/p1的实际值与p2/p1的理论值，得到比较结果，并进行显示之前，还包括：
17.终端单元还用于与测量人员进行人机交互，接收所述测量人员输入的管道总长x、管道总弯角θ、摩阻系数μ值和孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k值，并自动计算出p2/p1的理论值。
18.可选地，基于无线传输的摩阻系数检测方法还包括：
19.将数据采集单元采集到的多组张拉端力值p1和锚固端力值p2进行自动汇总；
20.采用公式p2＝p1e-(kx μθ)自动计算出μ和k，并同时自动生成原始数据报告，其中，x为管道总长、θ为管道总弯角、μ为摩阻系数、k为孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数。
21.可选地，所述自动生成原始数据报告之后还包括：将所述原始数据报告上传至云端数据服务器进行存储。
附图说明
22.图1示出了本发明实施例提供的一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意图；
23.图2示出了本发明实施例提供的另一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意图；
24.图3示出了本发明实施例提供的又一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意图；
25.图4示出了本发明实施例提供的一种基于无线传输的摩阻系数检测方法的流程图；
26.图5示出了本发明实施例提供的另一种基于无线传输的摩阻系数检测方法的流程图。
具体实施方式
27.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
28.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也
可能相应地改变。
29.在桥梁工程中，预应力孔道摩阻系数检测是施工前的一项非常重要的工作，开展孔道摩阻系数试验主要是为了验证设计数据和积累施工资料。而目前在现场孔道摩阻系数试验检测过程中需要连接线读取数据，而施工现场环境复杂，采用有线连接较不方便。此外采用仪器获取后的数据，需要人工手动去计算相关结果，这样会消耗很多的人力、物力资源并造成不必要的能源消耗，同时并不能保证检测的准确性和及时性。
30.为了至少上述技术问题之一，本发明实施例提供了一种基于无线传输的摩阻系数检测系统和检测方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例提供的基于无线传输的摩阻系数检测系统和检测方法作进一步详细描述。
31.图1为本发明实施例提供的一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意图，如图1所示，基于无线传输的摩阻系数检测系统包括至少一个传感器单元11、数据采集单元12、无线通信单元13以及终端单元14。
32.具体的，传感器单元11通过串口与数据采集单元12相连，数据采集单元12通过无线通信单元13与终端单元14进行数据交互。传感器单元11用于测量出钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2，数据采集单元12用于将张拉端力值p1和锚固端力值p2发送终端单元14。终端单元14用于基于张拉端力值p1和锚固端力值p2进行计算，得到p2/p1的实际值，并与p2/p1的理论值进行比较，得到比较结果，并进行显示。本实施例中，可选地，终端单元14可用于与测量人员进行人机交互，接收测量人员输入的管道总长x、管道总弯角θ、摩阻系数μ值和孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k值，以及基于公式p2＝p1e-(kx μθ)
，自动计算出p2/p1的理论值。当然，理论值还可以为预先存储在终端单元14内的，因此，在此不做具体限定。
33.在一些实施例中，终端单元14可基于张拉端力值p1和锚固端力值p2拟合出来线性关系曲线，得到线性斜率p2/p1的实际值，并基于公式p2＝p1e-(kx μθ)
，计算出实际的改摩阻的摩阻系数μ值和孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k值，之后与理论的u值与k值比较，得到比较结果，并进行显示。本实施例中，可选地，所述终端设备包括但不限于手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备、车载设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。
34.可选地，无线通信单元13包括wifi模块，其中，wifi模块支持4g或者5g通信功能。
35.在本实施例中，由于通过信号采集单元对传感器单元传送的数据进行采集，并将采集到的数据通过无线传输的模式发送到终端设备进行计算，因此实现有无网络覆盖下都可对数据进行实时传输，快速完成检测实验，提高了测量的及时性；另外，通过将测量值与理论值进行对比，实时反馈试验数据是否异常，提高检测的准确性。
36.在一些实施例中，传感器单元的类型和个数可以根据情况进行选择，在此不做具体限定，图2为本公开实施例提供的另一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意图，如图2所示，本实施例以传感器单元包括第一穿心压力传感器111和第二穿心压力传感器112为例进行说明。如图2所示，第一穿心压力传感器111用于测量张拉端力值p1，第二穿心压力传感器112用于测量锚固端力值p2。在本实施例中，通过采用两个穿心压力传感器，提高了获取数据的及时性。
37.图3为本公开实施例提供的又一种基于无线传输的摩阻系数检测系统的结构示意
图，如图3所示，摩阻系数检测系统还包括云端数据服务器，终端单元14用于将计算得到的数据发送至云端数据服务器15进行存储。
38.在本实施例中，通过设置云端数据服务器，便于对计算数据进行协同管理，而且还可避免数据丢失。
39.图4为本公开实施例提供的一种基于无线传输的摩阻系数检测方法，如图4所示，基于无线传输的摩阻系数检测方法，包括：
40.s101、通过无线接收数据采集单元传送的钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2，其中，钢绞线的张拉端力值p1和锚固端力值p2是通过传感器单元测量得到的。
41.s102、对张拉端力值p1和锚固端力值p2进行比值计算，得到p2/p1的实际值。
42.s104、比较p2/p1的实际值与p2/p1的理论值，得到比较结果，并进行显示。
43.在一些实施例中，如图5所示，在比较p2/p1的实际值与p2/p1的理论值，得到比较结果，并进行显示之间，还包括：
44.s103、终端单元用于与测量人员进行人机交互，接收测量人员输入的管道总长x、管道总弯角θ、摩阻系数μ值和孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k值，并基于公式p2＝p1e-(kx μθ)
自动计算出p2/p1的理论值。
45.在本实施例中，由于通过信号采集单元对传感器单元传送的数据进行采集，并将采集到的数据通过无线传输的模式发送到终端设备进行计算，因此实现有无网络覆盖下都可对数据进行实时传输，快速完成检测实验，提高了测量的及时性；另外，通过将测量值与理论值进行对比，实时反馈试验数据是否异常，提高检测的准确性。
46.在一些实施例中，基于无线传输的摩阻系数检测方法还包括：传感器单元可以采集多组张拉端力值p1和和锚固端力值p2；终端设备单元将数据采集单元采集到的多组张拉端力值p1和锚固端力值p2进行自动汇总。终端设备单元采用公式p2＝p1e-(kx μθ)自动计算出μ和k，并同时自动生成原始数据报告，其中，x为管道总长、θ为管道总弯角、μ为摩阻系数、k为孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数；终端设备单元将原始数据报告上传至云端数据服务器进行存储。
47.下面以某大桥预应力混凝土连续梁管道的摩阻系数检测的方法为例进行说明：
48.需要说明的是，本实施中是以终端单元为平板电脑为例进行说明，终端单元还可以手机、个人数字助理、穿戴式设备、车载设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备，在此不做具体限定。
49.步骤1：针对某大桥预应力混凝土连续梁管道，在管道口两端各安装一台千斤顶和1个穿心压力传感器，在每个传感器均连接无线通信单元。
50.步骤2：平板电脑接收测量人员输入管道总长x为12.696m、管道总弯角θ为0.17942rad、设计摩阻系数μ为0.25，孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k为0.0013，输入完成后，计算出p2/p1理论值为0.93810。
51.步骤3：选取左端为主动端，右端为被动端。先由被动端千斤顶施加适当的拉紧力给预应力钢束，再由主动端千斤顶对钢束进行分级张拉至设计拉力，最后持荷5min，随后千斤顶回油，随后将主动端和被动端进行调换，按照上述程序再进行2次检测。在整个张拉过程中压力传感器采集到的张拉端力值p1和锚固端力值p2通过无线通信单元实时传输到平板电脑上。
52.步骤4：平板电脑通过采集到的张拉端力值p1和锚固端力值p2，自动计算出该孔道p2/p1，其中，第1次实际值为0.94113，第2次实际值为0.94627。
53.步骤5：选取与第一个同设计参数的孔道，在管道口两端各安装一台千斤顶和1个穿心压力传感器，输入管道总长x为12.696m、管道总弯角θ为0.17942rad、设计摩阻系数μ为0.25，孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k为0.0013。平板电脑输入参数完成后，计算出p2/p1理论值为0.93810。重复步骤3，自动计算出该孔道p2/p1第1次实际值为0.94039，第2次实际值为0.94721。
54.步骤6：选取第三个不同设计参数的孔道，在管道口两端各安装一台千斤顶和1个穿心压力传感器，输入管道总长x为12.663m、管道总弯角θ为0.06590rad、设计摩阻系数μ为0.25，孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k为0.0013。平板电脑输入参数完成后，计算出p2/p1理论值为0.96515，重复步骤3，自动计算出该孔道p2/p1第1次实际值为0.96807，第2次实际值为0.97029。
55.步骤7：选取第四个与第三个同设计参数的孔道，在管道口两端各安装一台千斤顶和1个穿心压力传感器，输入管道总长x为12.663m、管道总弯角θ为0.06590rad、设计摩阻系数μ为0.25，孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数k为0.0013。平板电脑输入参数完成后，计算出p2/p1理论值为0.96515，重复步骤3，自动计算出该孔道p2/p1第1次实际值为0.96911，第2次实际值为0.96761。
56.步骤8：根据四次参数采集到的数据，自动生成原始数据记录，原始数据记录包括检测现场温度、试验梁编号、管道编号、管道总长、管道总弯角、检测设备名称、加载等级、传感器测量力值、p2/p1实测回归值以及实测μ值和k值，系统自动计算出的μ为0.23，k为0.0013，与理论值接近。
57.步骤9：对原始数据记录进行编号，点击保存，自动上传到云端数据服务器进行存储。
58.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。