水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括防水測(cè)量探頭1、帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜2和便攜式智能監(jiān)測(cè)終端3及砼澆筑標(biāo)高監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法。測(cè)量探頭由振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器4、振動(dòng)傳感器5和可傳導(dǎo)振動(dòng)的外殼6組成，由于砼介質(zhì)9與水和泥漿等環(huán)境介質(zhì)的成份不同，對(duì)振動(dòng)信號(hào)具有不同的阻尼作用，當(dāng)測(cè)量探頭處于不同的介質(zhì)材料中時(shí)，振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)幅值發(fā)生變化，利用智能監(jiān)測(cè)終端3對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)砼澆筑標(biāo)高的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明利用不同介質(zhì)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的阻尼作用差異進(jìn)行砼澆筑標(biāo)高監(jiān)測(cè)，無需設(shè)定參數(shù)，測(cè)量方法簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高，裝置具有良好便攜性。
【專利說明】水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于水下砼澆筑施工中砼標(biāo)高的智能監(jiān)測(cè)裝置及方法，適用于各類復(fù)雜條件下的水下砼澆筑標(biāo)高的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。
技術(shù)背景
[0002]水下砼澆筑施工在高層建筑物基礎(chǔ)、地下工程、港口、橋梁、碼頭等各類基礎(chǔ)建設(shè)工程中十分常見。通常采用的鉆孔灌注樁，由于樁頂標(biāo)高一般低于地面，樁內(nèi)被水和泥漿填充，在澆筑砼時(shí)難以及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量砼澆筑標(biāo)高，特別是水下深樁孔澆筑混凝土?xí)r為防止混凝土澆筑量的不足，保證施工質(zhì)量，往往要多澆筑混凝土，不僅造成混凝土資源浪費(fèi)，同時(shí)增加了建設(shè)成本，多澆筑的混凝土還要進(jìn)行清除帶來環(huán)境污染問題及施工量的增加。
[0003]國內(nèi)目前的水下砼澆筑標(biāo)高的測(cè)量有的采用機(jī)械式構(gòu)造，自動(dòng)化程度低，準(zhǔn)確性差；也有采用基于壓力傳感器的自動(dòng)測(cè)量?jī)x器，是利用混凝土材料密度不同于于水和泥漿的特點(diǎn)，根據(jù)壓力變化通過壓力傳感器進(jìn)行砼標(biāo)高的測(cè)量，該方法需要根據(jù)不同的砼設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，操作便利性差，且測(cè)量用的傳感器過重過大，使用攜帶都不方便，且壓力傳感器容易受混凝土凝結(jié)影響測(cè)量的精度，不易維護(hù)；國外也沒有這類專門的監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置由防水測(cè)量探頭、帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜和智能監(jiān)測(cè)終端組成。
[0005]測(cè)量探頭由可傳導(dǎo)振動(dòng)的金屬外殼及固定在殼體內(nèi)部的振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器和振動(dòng)傳感器組成，探頭結(jié)構(gòu)滿足IP68防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，可長(zhǎng)時(shí)間水中工作；振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生恒定幅值的振動(dòng)信號(hào)，通過振動(dòng)傳感器輸出信號(hào)幅值的變化監(jiān)測(cè)砼澆筑標(biāo)高。
[0006]帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜外護(hù)層有用于標(biāo)高參考的刻度標(biāo)識(shí)，方便掌握測(cè)量探頭的裝設(shè)深度。
[0007]便攜式智能監(jiān)測(cè)終端包括內(nèi)置可充電電池、微處理器系統(tǒng)、顯示器、聲光報(bào)警器及通訊接口 ；微處理器系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理后將監(jiān)測(cè)結(jié)果在顯示器輸出；當(dāng)樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)置標(biāo)高時(shí)，微處理器系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警；智能監(jiān)測(cè)終端通訊接口與上位機(jī)相連時(shí)，可將實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與數(shù)據(jù)保存，上位機(jī)可對(duì)智能監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。
[0008]由于砼介質(zhì)與水和泥漿等環(huán)境介質(zhì)對(duì)振動(dòng)信號(hào)具有不同的阻尼作用，當(dāng)測(cè)量探頭處于不同的介質(zhì)材料中時(shí)，振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)幅值發(fā)生變化，利用智能監(jiān)測(cè)終端對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)砼澆筑標(biāo)高的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0009]使用水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，首先將防水測(cè)量探頭放置于水下砼澆筑樁孔內(nèi)，并根據(jù)實(shí)際砼澆筑的標(biāo)高要求，通過調(diào)節(jié)連接電纜的長(zhǎng)度使探頭處于該標(biāo)高位置；打開便攜式智能監(jiān)測(cè)終端的電源進(jìn)行砼澆筑標(biāo)高的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，智能監(jiān)測(cè)終端的微處理器系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，并輸出顯示；當(dāng)砼澆筑達(dá)到設(shè)定標(biāo)高位置時(shí)，微處理器自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警，對(duì)工作人員進(jìn)行提示。
[0010]相比于現(xiàn)有水下砼澆筑標(biāo)高測(cè)量方法和測(cè)量裝置，本發(fā)明是利用不同介質(zhì)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的阻尼作用的差異實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)面的識(shí)別，與采用壓力傳感器方式具有本質(zhì)的不同，優(yōu)點(diǎn)是使用時(shí)無需設(shè)定參數(shù)，測(cè)量探頭體積小、重量輕、易于攜帶、維護(hù)量小，智能監(jiān)測(cè)終端采用高性能微處理器，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，性能可靠，探測(cè)精度高。裝置采用內(nèi)置可充電電池供電，具有良好便攜性，同時(shí)可滿足現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011 ] 附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖中:
1——防水測(cè)量探頭；
2——帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜；
3——便攜式智能監(jiān)測(cè)終端；
4——振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器；
5——振動(dòng)傳感器；
6-可傳導(dǎo)振動(dòng)的外殼；
7——內(nèi)置可充電電池；
8——微處理器系統(tǒng)及顯示裝置；
9-燒筑5仝；
10——樁孔；
11——澆筑砼入料口。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明:圖示為本發(fā)明水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施方式示意圖，由防水測(cè)量探頭1、帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜2和智能監(jiān)測(cè)終端3組成。
[0014]使用水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，首先將防水測(cè)量探頭I放置于水下砼澆筑樁孔10內(nèi)，并根據(jù)砼澆筑的設(shè)計(jì)標(biāo)高要求，通過調(diào)節(jié)帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜2的長(zhǎng)度使測(cè)量探頭I處于該標(biāo)高位置，此時(shí)測(cè)量探頭周圍為水或泥漿等介質(zhì)。
[0015]打開便攜式智能監(jiān)測(cè)終端3的電源，振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器4產(chǎn)生恒定幅值的振動(dòng)信號(hào)，振動(dòng)傳感器5輸出信號(hào)并由智能監(jiān)測(cè)終端的微處理器系統(tǒng)8進(jìn)行數(shù)字化處理及顯示。
[0016]當(dāng)砼澆筑達(dá)到設(shè)定標(biāo)高位置時(shí)，測(cè)量探頭周圍介質(zhì)發(fā)生變化，對(duì)振動(dòng)信號(hào)的阻尼作用出現(xiàn)差異，微處理器系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。
[0017]智能監(jiān)測(cè)裝置與上位機(jī)相連時(shí)，可在上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與數(shù)據(jù)保存，上位機(jī)可對(duì)智能監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置及方法，其特征是，包括裝設(shè)于水下砼澆筑樁孔內(nèi)的防水測(cè)量探頭，防水測(cè)量探頭通過帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜與位于地面的便攜式智能監(jiān)測(cè)終端相連，監(jiān)測(cè)方法是利用砼介質(zhì)與水和泥漿等環(huán)境介質(zhì)對(duì)振動(dòng)信號(hào)具有不同的阻尼作用的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)砼澆筑標(biāo)高的自動(dòng)檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的防水測(cè)量探頭，其特征在于可傳導(dǎo)振動(dòng)的金屬外殼及固定在殼體內(nèi)部的振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器和振動(dòng)傳感器；探頭結(jié)構(gòu)滿足IP68防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，可長(zhǎng)時(shí)間水中工作；振動(dòng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生恒定幅值的振動(dòng)信號(hào)，通過振動(dòng)傳感器輸出信號(hào)幅值的變化監(jiān)測(cè)5仝燒筑標(biāo)聞。
3.如權(quán)利要求1所述的帶刻度標(biāo)識(shí)的電纜，其特征在于電纜外護(hù)層有用于標(biāo)高參考的刻度標(biāo)識(shí)，方便掌握測(cè)量探頭的裝設(shè)深度。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式智能監(jiān)測(cè)終端，其特征在于內(nèi)置可充電電池、微處理器系統(tǒng)、顯示器、聲光報(bào)警器及通訊接口 ；微處理器系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理后將監(jiān)測(cè)結(jié)果在顯示器輸出；當(dāng)樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)置標(biāo)高時(shí)，微處理器系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警；智能監(jiān)測(cè)終端通訊接口與上位機(jī)相連時(shí)，可將實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與數(shù)據(jù)保存，上位機(jī)可對(duì)智能監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的水下砼澆筑標(biāo)高監(jiān)測(cè)方法，其特征在于監(jiān)測(cè)裝置是利用砼介質(zhì)與水和泥漿環(huán)境介質(zhì)的密度差異造成對(duì)振動(dòng)信號(hào)具有不同的阻尼作用的特性，利用振動(dòng)信號(hào)幅值的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)砼澆筑標(biāo)高的自動(dòng)檢測(cè)；使用水下砼澆筑標(biāo)高智能監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，首先將防水測(cè)量探頭放置于水下砼澆筑樁孔內(nèi)，并根據(jù)實(shí)際砼澆筑的標(biāo)高要求，通過調(diào)節(jié)連接電纜的長(zhǎng)度使探頭處于該標(biāo)高位置；打開便攜式智能監(jiān)測(cè)終端的電源進(jìn)行砼澆筑標(biāo)高的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，智能監(jiān)測(cè)終端的微處理器系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，并輸出顯示；當(dāng)砼澆筑達(dá)到設(shè)定標(biāo)高位置時(shí)，微處理器自動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)，發(fā)出聲光報(bào)警，對(duì)工作人員進(jìn)行提示。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK103643703SQ201310689321
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】董海波, 梁良, 廖紅梅, 童敏明 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)