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1主要系統介紹

振搗軌跡采集子系統振搗軌跡（x，y，z）采集子系統由基準站／移動站衛星接收機、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備組成．其中衛星接收機可接收衛星信號并實時解算軌跡坐標數據，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據發送給移動站接收機，由蓄電池供電，功率1～28W，可根據數據傳輸距離設置．振搗時間采集子系統振搗時間采集子系統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．該系統在振搗時可實時采集電極電位值，并將數據傳送給單片機．單片機數據處理子系統子系統由單片機、液晶屏、數傳線、電臺及終端計算機等組成．其中單片機通過數傳線采集振搗時間和振搗軌跡2種數據格式，然后進行過濾、整合，并通過電臺發送給終端計算機．液晶屏可實時顯示振搗狀態，方便振搗施工人員查看．振搗狀態實時顯示和評價軟件子系統計算機通過電臺接收單片機傳來的四維振搗坐標數據（x，y，z，t）并將其存入數據庫．圖形處理軟件根據振搗參數要求，判斷出相應區域的混凝土振搗效果，并將各區域振搗效果以圖形方式顯示．系統框圖．

2上位機軟件

將空間澆注體根據數據點離散為若干個小空間圓柱體，以振搗數據點位置作為圓心，振搗棒有效作用半徑（依據混凝土流變參數特征和振搗棒規格型號，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，填充振搗區域；識別數據庫中振搗邊界數據，建立振搗區域；再將數據庫中其他有效數據，利用數據與邊界數據之間相應的位置進行計算對比，在振搗區域中標示出振搗數據點位置；根據振搗棒工作軌跡，計算振搗區域時間疊加，根據施工規范確定的振搗時間要求，判斷振搗區域效果：低于閾值為欠振，高于閾值為過振，空白區域則為漏振；以不同顏色和尺度方式顯示欠振／漏振／過振區域．

3下位機軟件

數據接收，即負責將CPCS設備測量獲得的振搗軌跡數據（包括振搗邊界數據）通過數傳線，經串口接收至單片機進行處理；數據測定采集，即根據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據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，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生可辨信號輸出極差，經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．具體原理為：當電極兩端插入混凝土后，電極間阻抗發生變化，導致電位器與電極間產生電壓變化，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，單片機內采用8位A／D轉換器，可將5V電壓轉換為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整參數的手動輸入功能，提高了檢測準確度．其操作實現過程為：根據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面進行插拔狀態的電位值采樣；振搗棒插入與拔離時，鑒于混凝土漿液阻值的穩定取值存在客觀時間間隔，可通過設定電位調整值適時增大插入時的采樣值和縮小拔離時的采樣值，調試振搗作業狀態的判定閾值；單片機內計時器根據振搗狀態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；數據過濾整合，即可過濾掉不符合定位精度要求的振搗軌跡數據和振搗狀態不穩定時間的數據，將滿足混凝土插拔振搗時間要求和對應的軌跡定位數據整合起來，以全新數據格式編寫；遠程PC機數據傳輸通信，即將整合編寫的振搗棒四維軌跡數據（x，y，z，t），經無線電臺以數據包形式傳輸到遠程PC機上進行處理．

作者：田正宏邊策毛龍吳越建單位：河海大學中國水利水電第七工程局有限公司