本實(shí)用新型涉及建筑施工領(lǐng)域，特別地，涉及一種探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀。

背景技術(shù)：

PHC(The prestressed high-intensity concrete，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁)，以其施工速度快、價(jià)格低、單樁承載力高、質(zhì)量穩(wěn)定、施工場(chǎng)地整潔等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ)工程中。但PHC樁具有高脆性且內(nèi)置高強(qiáng)鋼絞線，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)需要掘進(jìn)切削PHC樁時(shí)，對(duì)于盾構(gòu)施工具有極高的危險(xiǎn)性，因此，需開發(fā)出對(duì)PHC樁進(jìn)行探測(cè)的設(shè)備和方法。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于PHC樁，常用的檢測(cè)方法有靜荷載法(包括豎向及水平向)、高應(yīng)變法及低應(yīng)變反射波法。前兩種方法檢測(cè)費(fèi)用高，一般僅用于承載力的檢測(cè)。因此，目前低應(yīng)變反射波法就成了檢測(cè)樁身完整性普查的唯一方法，然而，采用低應(yīng)變反射波法，存在如下的缺點(diǎn)：

(1)、當(dāng)樁身有多個(gè)缺陷時(shí)，低應(yīng)變反射波法往往只能檢測(cè)到第一個(gè)較嚴(yán)重的缺陷，余下的缺陷情況被掩蓋。

(2)、PHC樁由于是管狀，其實(shí)際截面很小，當(dāng)長徑比超過一定的數(shù)值后反射波能量就損失嚴(yán)重，難于對(duì)管內(nèi)較深的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

(3)、低應(yīng)變反射波法對(duì)豎向裂縫不敏感。

(4)、在焊接位置附近的缺陷，低應(yīng)變反射波法往往無法分辨，誤以為是焊接引起的反射信號(hào)。

(5)、低應(yīng)變反射波法檢測(cè)到的缺陷精度有限，且無法定量缺陷的大小，給補(bǔ)強(qiáng)工作帶來了困難。

(6)、現(xiàn)正在推廣的PHC樁快速機(jī)械螺紋接頭接樁法，是一種采用上下節(jié)樁的螺紋進(jìn)行接樁的工藝，由于兩節(jié)樁沒有焊接在一起，所以在接頭位置反射波法會(huì)產(chǎn)生很大的反射信號(hào)，這樣對(duì)于接頭以下部分的完整性就很難檢測(cè)。

由于現(xiàn)有的檢測(cè)方法對(duì)PHC樁完整性檢測(cè)存在以上不足之處，而PHC樁的應(yīng)用范圍又在不斷擴(kuò)大，為了彌補(bǔ)檢測(cè)手段的不足，開發(fā)新的檢測(cè)方法就顯得十分緊迫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，以解決現(xiàn)有的低應(yīng)變反射波法無法對(duì)PHC樁的完整性進(jìn)行有效檢測(cè)的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供一種探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，包括探頭和終端，探頭包括全景攝像頭和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置，終端包括控制器和顯示器，全景攝像頭、方位姿態(tài)檢測(cè)裝置和顯示器分別與控制器相連，其中，全景攝像頭，用于對(duì)待檢測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)側(cè)壁進(jìn)行視頻觀察和攝像；方位姿態(tài)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)探頭所在的方位和姿態(tài)；控制器，用于根據(jù)全景攝像頭視頻觀察和攝像到的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的探頭所在的方位和姿態(tài)的位置信息，對(duì)待檢測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)側(cè)壁進(jìn)行分析和處理，識(shí)別預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況，并將預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況在顯示器中進(jìn)行全景顯示。

進(jìn)一步地，方位姿態(tài)檢測(cè)裝置包括深度計(jì)算器、電子羅盤、電子傾角儀和電子水平儀，深度計(jì)算器、電子羅盤、電子傾角儀和電子水平儀分別與控制器相連，深度計(jì)算器，用于感測(cè)探頭所在的距離；電子羅盤，用于感測(cè)探頭的旋轉(zhuǎn)方向；電子傾角儀，用于感測(cè)探頭的旋轉(zhuǎn)方向；電子水平儀，用于感測(cè)探頭的水平度。

進(jìn)一步地，探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀還包括腳架、設(shè)置在腳架上的滑輪、以及架設(shè)在滑輪上用于將探頭下放到探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)的線架。

進(jìn)一步地，探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀還包括連接在探頭和終端之間的電纜以及設(shè)置在電纜上用于保護(hù)電纜在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)信號(hào)不丟失的旋轉(zhuǎn)接信器。

進(jìn)一步地，探頭的鏡片由高硼硅玻璃材料制成。

進(jìn)一步地，全景攝像頭為360全景攝像頭。

進(jìn)一步地，顯示器為真彩液晶顯示屏。

進(jìn)一步地，探頭的直徑為25～300mm。

進(jìn)一步地，終端還包括內(nèi)置的用于對(duì)終端進(jìn)行供電的動(dòng)力電池。

進(jìn)一步地，終端還包括與控制器相連，用于對(duì)全景攝像頭視頻觀察和攝像到的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的探頭所在的方位和姿態(tài)的位置信息進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，通過控制器對(duì)全景攝像頭采集的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的位置信息，識(shí)別預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況，并通過顯示器對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況進(jìn)行全景顯示，從而定量分析PHC樁的完整性并能準(zhǔn)確判定缺陷所在的位置。本實(shí)用新型提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，同低應(yīng)變反射波法相比，探測(cè)結(jié)果直觀、可靠，同時(shí)可進(jìn)行定量分析。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是圖1中方位姿態(tài)檢測(cè)裝置的功能模塊框圖；

圖3是本實(shí)用新型探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀的線路連接示意圖；

圖4是本實(shí)用新型探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

10、探頭；20、終端；11、全景攝像頭；12、方位姿態(tài)檢測(cè)裝置；21、控制器；22、顯示器；121、深度計(jì)算器；122、電子羅盤；123、電子傾角儀；124、電子水平儀；30、旋轉(zhuǎn)接信器；23、動(dòng)力電池；24、存儲(chǔ)裝置。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，包括探頭10和終端20，探頭10包括全景攝像頭11和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12，終端20包括控制器21和顯示器22，全景攝像頭11、方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12和顯示器22分別與控制器21相連，其中，全景攝像頭11，用于對(duì)待檢測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)側(cè)壁進(jìn)行視頻觀察和攝像；方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12，用于檢測(cè)探頭10所在的方位和姿態(tài)；控制器21，用于根據(jù)全景攝像頭11視頻觀察和攝像到的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12檢測(cè)到的探頭10所在的方位和姿態(tài)的位置信息，對(duì)待檢測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)側(cè)壁進(jìn)行分析和處理，識(shí)別預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況，并將預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況在顯示器22中進(jìn)行全景顯示。其中，終端可以是主機(jī)、電腦、手機(jī)或是iPad等，在此不做限定。缺陷狀況包括PHC樁的缺陷位置、形式和大小等。進(jìn)一步地，探頭10的鏡片由高強(qiáng)度、耐壓和耐高溫的高硼硅玻璃材料制成。全景攝像頭11為1600線素高清成像的360全景攝像頭。顯示器22為7寸800*480真彩液晶顯示屏。探頭10的直徑為25～300mm，可適用孔徑為25～300mm的PHC樁。在本實(shí)施例中，采用孔內(nèi)成像技術(shù)，以PHC樁的空孔為觀察行進(jìn)通道，采用全景攝像頭11和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12，按照設(shè)定的速度對(duì)整根樁或樁身局部的內(nèi)側(cè)壁進(jìn)行觀察或拍攝，并記錄拍攝過程。通過對(duì)攝取圖像的現(xiàn)場(chǎng)觀察及后期逐幀觀察、分析，可識(shí)別樁身的缺陷位置、形式及大小，據(jù)此定量分析樁身的完整性并能準(zhǔn)確判定缺陷位置。

本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，通過控制器對(duì)全景攝像頭采集的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的位置信息，識(shí)別預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況，并通過顯示器對(duì)預(yù)應(yīng)力管樁的缺陷狀況進(jìn)行全景顯示，從而定量分析PHC樁的完整性并能準(zhǔn)確判定缺陷所在的位置。本實(shí)用新型提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，同低應(yīng)變反射波法相比，探測(cè)結(jié)果直觀、可靠，同時(shí)可進(jìn)行定量分析。

具體地，如圖2所示，本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12包括深度計(jì)算器121、電子羅盤122、電子傾角儀123和電子水平儀124，深度計(jì)算器121、電子羅盤122、電子傾角儀123和電子水平儀124分別與控制器21相連，深度計(jì)算器121，用于感測(cè)探頭10所在的距離；電子羅盤122，用于感測(cè)探頭10的旋轉(zhuǎn)方向；電子傾角儀123，用于感測(cè)探頭10的旋轉(zhuǎn)方向；電子水平儀124，用于感測(cè)探頭10的水平度。本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，通過多個(gè)高精度傳感器與終端20實(shí)現(xiàn)同步，形成了孔內(nèi)電視的完美組合。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀還包括腳架、設(shè)置在腳架上的滑輪、以及架設(shè)在滑輪上用于將探頭10下放到探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)的線架。在本實(shí)施例中，為了控制探頭10下放到探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)的位置，根據(jù)方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12所測(cè)得的位置信息，實(shí)時(shí)調(diào)整探頭10的方位和姿態(tài)。其中，腳架可以為三腳架，在本實(shí)施例中，采用三腳架對(duì)滑輪進(jìn)行定位。

優(yōu)選地，如圖3所示，為了保證信號(hào)的可靠傳輸，本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀還包括連接在探頭10和終端20之間的電纜以及設(shè)置在電纜上用于保護(hù)電纜在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)信號(hào)不丟失的旋轉(zhuǎn)接信器30。

可選地，如圖4所示，本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，終端20還包括內(nèi)置的用于對(duì)終端20進(jìn)行供電的動(dòng)力電池23。動(dòng)力電池23可連續(xù)工作8小時(shí)以上。另外，終端20也可以通過外接電源供電。

進(jìn)一步地，如圖4所示，本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，終端20還包括與控制器21相連，用于對(duì)全景攝像頭11視頻觀察和攝像到的三維圖像信息和方位姿態(tài)檢測(cè)裝置12檢測(cè)到的探頭10所在的方位和姿態(tài)的位置信息進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置24。存儲(chǔ)裝置24可以是內(nèi)存、SD卡等，在此不做限定，均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，按照以下基本步驟進(jìn)行PHC樁檢測(cè)：

步驟S100、對(duì)待檢測(cè)PHC樁樁位進(jìn)行測(cè)量定位。

步驟S200、對(duì)于被填充的PHC樁可以先采用鉆機(jī)清理PHC樁孔內(nèi)側(cè)，保證孔內(nèi)成像儀的工作環(huán)境。

步驟S300、根據(jù)樁心放樣架設(shè)腳架，并安裝好配套滑輪。

步驟S400、用信號(hào)線纜連接探頭、主機(jī)并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

步驟S500、控制滾筒線架下放探頭，根據(jù)電子傾角儀、電子水平儀、深度計(jì)數(shù)器、電子羅盤實(shí)時(shí)調(diào)整控制探頭姿態(tài)和方位。

步驟S600、控制器保證主機(jī)實(shí)時(shí)抓拍實(shí)時(shí)成像，360度全景攝像頭保證圖像畫面清晰完整并實(shí)時(shí)全景展開。

步驟S700、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)儲(chǔ)存到地面上的主機(jī)中，可及時(shí)進(jìn)行圖像資料的分析、處理和儲(chǔ)存。

步驟S800、將保存在主機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)提取到電腦上，通過分析處理后可識(shí)別樁身的缺陷位置、形式及大小，據(jù)此定量分析樁身的完整性并能準(zhǔn)確判定缺陷位置。

孔內(nèi)成像檢測(cè)技術(shù)采用高清晰成像技術(shù)、完善的定位系統(tǒng)及可靠的記錄設(shè)備，能夠較好地解決當(dāng)今PHC樁急需解決的檢測(cè)問題，具有很好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，可取得以下有益效果：

(1)、檢測(cè)直觀，可精確檢測(cè)缺陷位置；

(2)、可進(jìn)行缺陷的定量分析；

(3)、可對(duì)多重缺陷和豎向缺陷進(jìn)行檢測(cè)；

(4)、可對(duì)采用管樁快速機(jī)械螺紋接頭施工的PHC樁進(jìn)行檢測(cè)；

(5)、可對(duì)超長樁的樁長進(jìn)行檢測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)中的低應(yīng)變反射波法對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的完整性檢測(cè)存在一定的局限性，可能帶來檢測(cè)的不準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的漏判、誤判。而本實(shí)施例提供的探測(cè)預(yù)應(yīng)力管樁的孔內(nèi)成像儀，采用孔內(nèi)成像檢測(cè)技術(shù)，同反射波法相比，孔內(nèi)成像檢測(cè)技術(shù)屬于直接方法，結(jié)果直觀、可靠，同時(shí)可進(jìn)行定量分析。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。