CN107165202A - 混凝土浇灌监测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土浇灌监测传感器，包括传感器本体及线缆组件，所述传感器本体借助所述线缆组件与监测设备电性连接，所述传感器本体包括传感器外壳，套设于所述传感器外壳上、用于采集外界信息的感应铜环，以及固定设置于所述传感器外壳内、用于接收并处理信息的传感器主板，所述感应铜环与传感器主板电性连接。本发明通过对混凝土中水分含量的检测，准确地区分出了混凝土、混凝土泥浆的混合层以及泥浆层，有效地实现了在混凝土灌注的动态过程中，对混凝土实际高度的实时监测。同时，本发明与其他相关设备的适配性较高，使用本发明所得到的监测结果可以广泛应用于各类相关设备中，为这些设备的正常运作提供了数据支持。

Description

混凝土浇灌监测传感器

技术领域

本发明涉及一种监测传感器，尤其涉及一种在混凝土灌注过程中使用的混凝土浇灌监测传感器，属于建筑工程领域。

背景技术

在建筑工程领域中，混凝土灌注桩凭借其施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，被越来越广泛地应用于各类建筑工程中。

但在实际的施工过程中，混凝土灌注桩也带来了诸多其他的问题，其中最为突出的一点就是混凝土灌注桩的顶标高控制。具体而言，在灌注桩的灌注过程中，由于多种原因，例如外加剂掺量过高或用水量超标，导致混凝土坍落度过大甚至离析，从而出现浮浆。这些浮浆经振捣后会聚集在混凝土的上部形成浮浆层，而浮浆层凝固后的强度无法达到灌注桩标准的要求，因此为了避免浮浆层的影响，在对灌注桩的顶标高控制时，往往要在设定的灌注桩高度上超灌指定高度，一般灌注桩需超高度为500mm以上，并在混凝土凝固后将浮浆部分凿除，所以如果顶标高设置的过低就无法避开浮浆层最终形成的桩体也就不合格，如果顶标高设置的过高，则造成混凝土的浪费以及后续施工（凿除浮浆层和超出灌注桩设计高度部分的混凝土）的困难。

目前，在超灌高度的控制过程中，较难解决的问题是如何准确的识别混凝土和浮浆的分界面，从而确定混凝土的实际高度，传统的施工方法是人工通过测绳将重物放置于灌注桩的设计标高位置或者竹竿触探，依靠工作人员的手感或经验来判断重物是否对人手有拉力或者是否有混凝土对竹竿施加推力来识别混凝土和浮浆的分界面，然而这些方法对作业人员的要求较高，并且也无法保证重物或竹竿底部准确位于灌注桩的设计标高位置，因此分界面的识别误差较大，同时，由于工地现场环境复杂，这些方法受工地现场作业环境影响较大，使得识别精度进一步降低。

因此，如何提供一种能够以自动化的方式实现在混凝土灌注过程中对混凝土高度实时监控的监测传感器，就成为了本领域内技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种在混凝土灌注过程中使用的混凝土浇灌监测传感器。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种混凝土浇灌监测传感器，包括传感器本体及线缆组件，所述传感器本体借助所述线缆组件与监测设备电性连接，所述传感器本体包括传感器外壳，套设于所述传感器外壳上、用于采集外界信息的感应铜环，以及固定设置于所述传感器外壳内、用于接收并处理信息的传感器主板，所述感应铜环与传感器主板电性连接、二者配合完成对混凝土中水分含量的检测。

优选地，所述线缆组件包括用于数据传输及交换的数据传输电缆以及用于提升所述数据传输电缆抗拉性能的抗拉钢缆，所述数据传输电缆的一端与所述监测设备电性连接、另一端与所述传感器主板电性连接，所述数据传输电缆与所述抗拉钢缆的长度相匹配。

优选地，所述传感器外壳包括外壳筒体、外壳端盖组件以及外壳底盖，所述外壳端盖组件固定连接于所述外壳筒体的顶部，所述外壳底盖固定连接于所述外壳筒体的底部。

优选地，所述外壳端盖组件包括第一端盖、第二端盖以及内置密封端盖；所述第一端盖的顶部开设有第一通孔及第二通孔，所述第一端盖的底部外周侧设置有连接凸起；所述第二端盖的顶部开设有通孔，所述第二端盖的内部周向侧壁上开设有连接螺纹，所述第一端盖借助所述通孔穿出于所述第二端盖，所述第一端盖借助所述连接凸起与所述第二端盖限位固定，所述第二端盖借助所述连接螺纹与所述外壳筒体固定连接；所述内置密封端盖设置于所述第二端盖的内部，所述内置密封端盖的底部中心位置开设有连接通孔、底部外周侧设置有限位凸起，所述内置密封端盖借助所述限位凸起与所述第一端盖限位固定。

优选地，所述抗拉钢缆借助所述第一通孔伸入所述第一端盖内、并借助防水锁扣完成固定，所述防水锁扣包括设置于所述第一端盖内侧的锁扣主体，以及设置于所述第一端盖外侧、与所述锁扣主体相匹配的锁扣螺母，所述锁扣螺母与所述第一端盖上端面之间还设置有用于实现所述第一通孔防水密封的防水垫圈。

优选地，所述数据传输电缆借助所述第二通孔伸入所述第一端盖内，所述传感器主板设置于所述外壳筒体内，所述传感器主板上连接有主板外联端口，所述主板外联端口借助所述连接通孔穿过所述内置密封端盖，所述数据传输电缆与主板外联端口电性连接。

优选地，所述内置密封端盖上设置有至少一个、用于进一步密封所述内置密封端盖与第一端盖间缝隙的密封圈，所述内置密封端盖的外周侧开设有限位凹槽，所述密封圈设置于所述限位凹槽内。

优选地，所述内置密封端盖与所述外壳筒体固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

优选地，所述外壳底盖与所述外壳筒体固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

优选地，所述感应铜环套设于所述外壳筒体外周侧，所述感应铜环与外壳筒体包胶成型，所述感应铜环与外壳筒体之间还填充有粘合剂。

本发明的突出效果为：本发明通过对混凝土中水分含量的检测，准确地区分出了混凝土、混凝土泥浆的混合层以及泥浆层，有效地实现了在混凝土灌注的动态过程中，对混凝土实际高度的实时监测。这样一来，既保证了灌注桩的有效灌注高度，又在最大程度上降低了超灌量，避免了灌注材料的浪费，减小了后续的凿除难度。同时，本发明与其他相关设备的适配性较高，使用本发明所得到的监测结果可以广泛应用于施工过程中所使用到的各类相关设备中，也为这些设备的正常运作提供了数据支持。此外，本发明的整个监测过程完全依靠传感器自动完成，整个作业过程的自动化程度高，受人为因素的影响较小，从而进一步确保了保证了本发明的标定精确度。

综上所述，本发明监测准确，设备适配性良好，自动化程度高，具有很高的使用及推广价值。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的装配结构示意图；

图2是本发明的剖面结构示意图；

其中： 1、数据传输电缆；2、抗拉钢缆；3、第一端盖；4、锁扣螺母；5、锁扣主体；6、第二端盖；7、外壳筒体；8、传感器主板；9、感应铜环；10、外壳底盖；11、内置密封端盖；12、主板外联端口；13、防水垫圈；14、密封圈。

具体实施方式

本发明揭示了一种在混凝土灌注过程中使用的混凝土浇灌监测传感器。

如图1~图2所示，一种混凝土浇灌监测传感器，包括传感器本体及线缆组件，所述传感器本体借助所述线缆组件与监测设备电性连接，所述监测设备可以是建筑施工过程中所使用到的各类相关设备，仅需要保证这些设备需要使用到所述监测传感器的监测结果即可。在本实施例中，所述监测设备为灌注桩超灌监测装置。所述传感器本体包括传感器外壳，套设于所述传感器外壳上、用于采集外界信息的感应铜环9，以及固定设置于所述传感器外壳内、用于接收并处理信息的传感器主板8，所述感应铜环9与传感器主板8电性连接、二者配合完成对混凝土中水分含量的检测。所述传感器主板8再将检测结果借助所述线缆组件传送至所述监测设备中。

所述线缆组件包括用于数据传输及交换的数据传输电缆1以及用于提升所述数据传输电缆1抗拉性能的抗拉钢缆2，所述数据传输电缆1的一端与所述监测设备电性连接、另一端与所述传感器主板8电性连接，所述数据传输电缆1与所述抗拉钢缆2的长度相匹配。

所述传感器外壳包括外壳筒体7、外壳端盖组件以及外壳底盖10，所述外壳端盖组件固定连接于所述外壳筒体7的顶部，所述外壳底盖10固定连接于所述外壳筒体7的底部。

具体而言，所述外壳端盖组件包括第一端盖3、第二端盖6以及内置密封端盖11。

所述第一端盖3的顶部开设有第一通孔及第二通孔，所述第一端盖3的底部外周侧设置有连接凸起。

所述第二端盖6的顶部开设有通孔，所述第二端盖6的内部周向侧壁上开设有连接螺纹，所述第一端盖3借助所述通孔穿出于所述第二端盖6，所述第一端盖3借助所述连接凸起与所述第二端盖6限位固定，所述第二端盖6借助所述连接螺纹与所述外壳筒体7固定连接。

所述内置密封端盖11设置于所述第二端盖6的内部，所述内置密封端盖11的底部中心位置开设有连接通孔、底部外周侧设置有限位凸起，所述内置密封端盖11借助所述限位凸起与所述第一端盖3限位固定。

所述抗拉钢缆2借助所述第一通孔伸入所述第一端盖3内、并借助防水锁扣完成固定，所述防水锁扣包括设置于所述第一端盖3内侧的锁扣主体5，以及设置于所述第一端盖3外侧、与所述锁扣主体5相匹配的锁扣螺母4，所述锁扣螺母4与所述第一端盖3上端面之间还设置有用于实现所述第一通孔防水密封的防水垫圈13。

所述数据传输电缆1借助所述第二通孔伸入所述第一端盖3内，所述传感器主板8设置于所述外壳筒体7内，所述传感器主板8上连接有主板外联端口12，所述主板外联端口12借助所述连接通孔穿过所述内置密封端盖11，所述数据传输电缆1与主板外联端口12电性连接。

所述内置密封端盖11上设置有至少一个、用于进一步密封所述内置密封端盖11与第一端盖3间缝隙的密封圈14，所述内置密封端盖11的外周侧开设有限位凹槽，所述密封圈14设置于所述限位凹槽内。

所述内置密封端盖11与所述外壳筒体7固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

所述外壳底盖10与所述外壳筒体7固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

为了保证连接的密封效果，在本实施例中，所述内置密封端盖11及外壳底盖10与所述外壳筒体7间的连接方式均优选为超声波焊接。

所述感应铜环9套设于所述外壳筒体7外周侧，所述感应铜环9与外壳筒体7包胶成型，为了进一步保证二者间的连接效果，所述感应铜环9与外壳筒体7之间还填充有粘合剂。在本实施例中，所述粘合剂为环氧树脂。

以下便以所述监测设备为灌注桩超灌监测装置为例，简述本发明的使用过程：

首先将本发明与所述灌注桩超灌监测装置相连接，随后将灌注桩超灌监测装置移动至合适工位，将固定夹具固定设置于钢筋笼尾端的设计标高处，再将本发明安装于所述固定夹具中，并启动装置。随后使用吊机将所述钢筋笼下放至设计标高，使本发明浸没于泥浆中。

随后开始进行混凝土灌注，由于泥浆内各材料的密度不同，因此泥浆整体会出现分层现象，

当本发明进入混凝土与泥浆的混合层内时，所述灌注桩超灌监测装置接收到来自本发明的信号，装置随即预警，此时操作者应减慢灌注速度，

当本发明进入混凝土层内时，所述灌注桩超灌监测装置接收到来自本发明的信号，装置随即报警，此时操作者应结束灌注。

混凝土灌注结束后，完成对本发明的回收，最终完成灌注桩灌注。

本发明通过对混凝土中水分含量的检测，准确地区分出了混凝土、混凝土泥浆的混合层以及泥浆层，有效地实现了在混凝土灌注的动态过程中，对混凝土实际高度的实时监测。这样一来，既保证了灌注桩的有效灌注高度，又在最大程度上降低了超灌量，避免了灌注材料的浪费，减小了后续的凿除难度。同时，本发明与其他相关设备的适配性较高，使用本发明所得到的监测结果可以广泛应用于施工过程中所使用到的各类相关设备中，也为这些设备的正常运作提供了数据支持。此外，本发明的整个监测过程完全依靠传感器自动完成，整个作业过程的自动化程度高，受人为因素的影响较小，从而进一步确保了保证了本发明的标定精确度。

综上所述，本发明监测准确，设备适配性良好，自动化程度高，具有很高的使用及推广价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种混凝土浇灌监测传感器，包括传感器本体及线缆组件，所述传感器本体借助所述线缆组件与监测设备电性连接，其特征在于：所述传感器本体包括传感器外壳，套设于所述传感器外壳上、用于采集外界信息的感应铜环（9），以及固定设置于所述传感器外壳内、用于接收并处理信息的传感器主板（8），所述感应铜环（9）与传感器主板（8）电性连接、二者配合完成对混凝土中水分含量的检测。

2.根据权利要求1所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述线缆组件包括用于数据传输及交换的数据传输电缆（1）以及用于提升所述数据传输电缆（1）抗拉性能的抗拉钢缆（2），所述数据传输电缆（1）的一端与所述监测设备电性连接、另一端与所述传感器主板（8）电性连接，所述数据传输电缆（1）与所述抗拉钢缆（2）的长度相匹配。

3.根据权利要求2所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述传感器外壳包括外壳筒体（7）、外壳端盖组件以及外壳底盖（10），所述外壳端盖组件固定连接于所述外壳筒体（7）的顶部，所述外壳底盖（10）固定连接于所述外壳筒体（7）的底部。

4.根据权利要求3所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述外壳端盖组件包括第一端盖（3）、第二端盖（6）以及内置密封端盖（11）；

所述第一端盖（3）的顶部开设有第一通孔及第二通孔，所述第一端盖（3）的底部外周侧设置有连接凸起；所述第二端盖（6）的顶部开设有通孔，所述第二端盖（6）的内部周向侧壁上开设有连接螺纹，所述第一端盖（3）借助所述通孔穿出于所述第二端盖（6），所述第一端盖（3）借助所述连接凸起与所述第二端盖（6）限位固定，所述第二端盖（6）借助所述连接螺纹与所述外壳筒体（7）固定连接；所述内置密封端盖（11）设置于所述第二端盖（6）的内部，所述内置密封端盖（11）的底部中心位置开设有连接通孔、底部外周侧设置有限位凸起，所述内置密封端盖（11）借助所述限位凸起与所述第一端盖（3）限位固定。

5.根据权利要求4所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述抗拉钢缆（2）借助所述第一通孔伸入所述第一端盖（3）内、并借助防水锁扣完成固定，所述防水锁扣包括设置于所述第一端盖（3）内侧的锁扣主体（5），以及设置于所述第一端盖（3）外侧、与所述锁扣主体（5）相匹配的锁扣螺母（4），所述锁扣螺母（4）与所述第一端盖（3）上端面之间还设置有用于实现所述第一通孔防水密封的防水垫圈（13）。

6.根据权利要求4所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述数据传输电缆（1）借助所述第二通孔伸入所述第一端盖（3）内，所述传感器主板（8）设置于所述外壳筒体（7）内，所述传感器主板（8）上连接有主板外联端口（12），所述主板外联端口（12）借助所述连接通孔穿过所述内置密封端盖（11），所述数据传输电缆（1）与主板外联端口（12）电性连接。

7.根据权利要求4所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述内置密封端盖（11）上设置有至少一个、用于进一步密封所述内置密封端盖（11）与第一端盖（3）间缝隙的密封圈（14），所述内置密封端盖（11）的外周侧开设有限位凹槽，所述密封圈（14）设置于所述限位凹槽内。

8.根据权利要求4所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述内置密封端盖（11）与所述外壳筒体（7）固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

9.根据权利要求3所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述外壳底盖（10）与所述外壳筒体（7）固定连接，连接方式为螺纹连接、超声波焊接、热熔焊接或胶水粘接。

10.根据权利要求3所述的混凝土浇灌监测传感器，其特征在于：所述感应铜环（9）套设于所述外壳筒体（7）外周侧，所述感应铜环（9）与外壳筒体（7）包胶成型，所述感应铜环（9）与外壳筒体（7）之间还填充有粘合剂。