CN108362261A - 一种柔性附壁探头装置及附壁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性附壁探头装置及附壁方法，该装置包括相互连通的上腔体和下腔体、位于上腔体和下腔体内部之间的测斜PCB板以及分别套设于上腔体和下腔体上的气囊，所述上腔体远离下腔体的一端还连有气管，所述气管远离上腔体的一端设有连接头，所述下腔体远离所述上腔体的一侧设有与所述连接头适配的连接管，所述测斜PCB板与测读仪连接。通过设置连接头和连接管，便于将多个探头装置连接成探头组的形式，一次可以测量测斜管内多个位置的倾斜情况，大大提高了监测效率；同时通过在上腔体和下腔体上分别套设气囊，通过气管充气使气囊膨胀与测斜管的内壁完全啮合，使探头装置与测斜管形成了稳定的整体，避免了松动而影响测量数据，提高了测量精度。

Description

一种柔性附壁探头装置及附壁方法

技术领域

本发明涉及基坑施工领域，具体涉及一种柔性附壁探头装置及附壁方法。

背景技术

随着城市化进程的快速发展，基坑规模和开挖深度不断增加，深基坑的安全问题成为工程施工首要考虑的因素。因为基坑开挖周围的土体、建筑物和埋设物会对基坑围护墙的结构墙体(简称基坑围护墙，例如地下连续墙)等挤压，造成基坑围护墙的变形，所以在基坑施工过程中要对基坑围护墙进行检测，以便当基坑围护墙变形过大时对其实行支撑的轴力位移补偿以控制或减少围护体的位移变形。

目前的变形检测技术主要是采用测斜仪进行检测。现有的测斜仪主要由探头、测读仪、电缆和测斜管四部分组成。所述测斜管预埋于基坑围护墙内，所述探头位于所述测斜管内，所述探头通过电缆与所述测读仪连接。使用时，通过人工上提或者下放电缆，将探头分别放置于所述测斜管的不同位置，以分别测量所述测斜管不同位置的变形情况。其中，所述探头包括两导轮张紧机构与安装有测斜仪线路板的主体结构，所述导轮张紧机构包括导轮张紧杆、两个导轮以及弹簧片，所述弹簧片将所述导轮始终压在所述测斜管的凹槽内，所述测读仪可读取探头的测量数据，保存和处理测量数据并对探头供电。然而现有的探头都是通过电缆上下提拉来确定位置，一次只能检测一个位置的倾斜度，效率低下，且未能做到与测斜管稳固连接，也无法相互连接形成探头组以检测测斜管不同位置的倾斜角度，因此越来越不能满足现代施工测量的高效、高质量、高精度以及自动化的要求。

发明内容

本发明提供了一种柔性附壁探头装置及附壁方法，以解决现有技术中存在无法与测斜管稳固连接以及无法相互连接形成探头组以检测测斜管不同位置的倾斜角度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种柔性附壁探头装置，包括相互连通的上腔体和下腔体、位于所述上腔体和下腔体内部之间的测斜PCB板以及分别套设于所述上腔体和下腔体上的气囊，所述上腔体远离所述下腔体的一端还连有气管，所述气管远离所述上腔体的一端设有连接头，所述下腔体远离所述上腔体的一侧设有与所述连接头适配的连接管，所述测斜PCB板与测读仪连接。

进一步的，所述气囊外侧设有压环。

进一步的，所述压环采用铜制成，所述气囊采用弹性橡胶制成。

进一步的，所述上腔体和对应的气囊外侧以及所述下腔体和对应的气囊外侧分别设有外套，所述外套与所述上腔体和下腔体之间分别通过螺纹连接。

进一步的，所述上腔体和下腔体之间套装有定位圈，所述定位圈上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓，所述上腔体和下腔体的接头位置还设有密封圈。

进一步的，所述测斜PCB板通过锁紧垫圈固定于所述上腔体和下腔体之间。

进一步的，所述气管包括橡胶管和密封垫圈，所述橡胶管与所述上腔体通过密封垫圈和螺母密闭连接。

进一步的，所述测斜PCB板包括依次连接的测斜电路、电缆线和插头，所述插头包括公插头和母插头，分设于测斜电路的上下两侧，所述测斜电路包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线包括2根为电源线和2根数据线，所述电源线用于为所述测斜PCB板进行供电，所述数据线用于测斜信息的输出；所述插头为快插接头。

本发明还提供了一种如上所述的柔性附壁探头装置的附壁方法，包括以下步骤：

S1：根据测斜管的深度，计算所需柔性附壁探头装置的数量，并将所需的柔性附壁探头装置依次连接成探头组；

S2：将连接完成后的探头组置于所述测斜管内；

S3：打开测读仪中的气阀使探头组内部通气，通过气压使所述上腔体和下腔体上的气囊膨胀直至与测斜管内壁紧密接触。

进一步的，所述步骤S1中，具体为，将相邻所述柔性附壁探头装置中测斜PCB板的插头相互对接，并将相邻柔性附壁探头装置中其中一者的连接管和另一者的连接头进行连接。

本发明提供的柔性附壁探头装置及附壁方法，相比现有技术，具有以下优势：

1、通过设置连接头和连接管，便于将多个探头装置连接成探头组的形式，一次可以测量测斜管内多个位置的倾斜情况，大大提高了监测效率；

2、通过在上腔体和下腔体上分别套设气囊，通过气管充气使气囊膨胀与测斜管的内壁完全啮合，使探头装置与测斜管形成了稳定的整体，避免了松动而影响测量数据，提高了测量精度；

3、采用气压式结构，结构更简单，制造维护更便捷。

附图说明

图1是本发明柔性附壁探头装置的结构示意图；

图2是本发明柔性附壁探头装置的剖视图；

图3是本发明测斜PCB板的结构示意图；

图4是本发明柔性附壁探头装置附着于测斜管上的示意图；

图5是本发明若干柔性附壁探头装置的连接示意图。

图中所示：10、上腔体；20、下腔体；30、测斜PCB板；310、测斜电路；320、电缆线；331、公插头；332、母插头；40、气囊；50、气管；510、橡胶管；520、螺母；60、连接头；70、连接管；80、测斜管；90、压环；110、外套；120、定位圈；130、连接螺栓；140、锁紧垫圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

如图1-2所示，本发明提供了一种柔性附壁探头装置，包括相互连通的上腔体10和下腔体20、位于所述上腔体10和下腔体20内部之间的测斜PCB板30以及分别套设于所述上腔体10和下腔体20上的气囊40，所述上腔体10远离所述下腔体20的一端还连有气管50，所述气管50远离所述上腔体10的一端设有连接头60，所述下腔体20远离所述上腔体10的一侧设有与所述连接头60适配的连接管70，所述测斜PCB板30与测读仪连接。具体的，在使用时，将该柔性附壁探头装置置于测斜管80内，并将下腔体20下方的连接管70堵上，上腔体10、下腔体20以及气囊40之间相互连通，打开测读仪上的气阀，通过气管50向上腔体10和下腔体20内部充气，从而对套设在其上的气囊40进行充气，直至气囊40与测斜管80的内壁紧密接触直至柔性附壁探头装置附着在测斜管80上，形成了稳定的整体，如图4所示，便于测斜PCB板30对测斜管的倾斜情况进行测量，避免两者发生相对位移而影响测量数据；此外，通过在气管50上设置连接头，并在下腔体20上设置与连接头适配的连接管70，可方便地将多个柔性附壁探头装置依次连接形成探头组，如图5所示，分别对测斜管80内的不同位置进行测量，大大提高了监测效率。本实施例中，连接头60采用连接螺母，与连接管70之间螺纹连接。

优选的，所述气管50包括橡胶管510和密封垫圈(图中未标出)，所述橡胶管510与所述上腔体10通过密封垫圈和螺母520密闭连接，避免漏气。

优选的，所述气囊40外侧设有压环90。优选的，所述压环90采用铜制成，韧性好，用于使气囊40更好地与上腔体10贴合在一起，避免漏气。

优选的，所述气囊采40用弹性橡胶制成，弹性好，结实耐磨且成本低廉。

优选的，所述上腔体10和对应的气囊40外侧以及所述下腔体20和对应的气囊40外侧分别设有外套110，所述外套110与所述上腔体10和下腔体20之间分别通过螺纹连接，通过螺纹拧紧推动所述压环90更好地压紧所述气囊40与所述上腔体10或下腔体20之间的空隙。

优选的，所述上腔体10和下腔体20之间套装有定位圈120，所述定位圈120上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓130，所述上腔体10和下腔体20的接头位置还设有密封圈(图中未标出)。具体的，将定位圈120套装在上腔体10和下腔体20的接头位置，并通过连接螺栓130将两者固定为一体，为了避免连接位置漏气，在两者的接头位置设置密封圈，保证密封效果。

优选的，所述测斜PCB板30通过锁紧垫圈140固定于所述上腔体10和下腔体20之间。如图3所示，优选的，所述测斜PCB板30包括依次连接的测斜电路310、电缆线320和插头，所述插头包括公插头331和母插头332，分设于测斜电路241的上下两侧，即公插头331通过电缆线320连接测斜电路310的上侧，母插头332通过电缆线320连接测斜电路310的下侧，或者公插头331通过电缆线320连接测斜电路310的下侧，母插头332通过电缆线320连接测斜电路310的上侧，方便多个柔性附壁探头装置连接成串后电缆线320的联接和信息传递。所述测斜电路310包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线320包括4根线，其中2根为电源线，用于给测序电路供电，2根为数据线，用于测斜信息的输出；所述插头为快插接头，可快速插接。

本发明还提供了一种如上所述的柔性附壁探头装置的附壁方法，包括以下步骤：

S1：根据测斜管80的深度，计算所需柔性附壁探头装置的数量，并根据计算结果将所需的柔性附壁探头装置依次连接成探头组，如图4所示。具体的，在连接时，将相邻柔性附壁探头装置中测斜PCB板30的插头相互对接，即将其中一个的公插头331与另一个的母插头332进行连接，并将相邻柔性附壁探头装置中其中一者的连接管70和另一者的连接头60进行连接，从而形成一个探头组，且该探头组内多个探头装置的测量数据可以通过数据线输出。

S2：将连接完成后的探头组置于所述测斜管80内；如图5所示，此时不同的柔性附壁探头装置分别对应测斜管80的不同位置，以测量不同位置的形变数据。

S3：打开测读仪中的气阀使探头组内部通气，通过气压使所述上腔体10和下腔体20上的气囊40膨胀直至与测斜管80内壁紧密接触，从而使柔性附壁探头装置附着于测斜管80的内壁上。

综上所述，本发明提供的柔性附壁探头装置及附壁方法，相比现有技术，具有以下优势：

1、通过设置连接头60和连接管70，便于将多个探头装置连接成探头组的形式，一次可以测量测斜管80内多个位置的倾斜情况，大大提高了监测效率；

2、通过在上腔体10和下腔体20上分别套设气囊40，通过气管50充气使气囊40膨胀与测斜管80的内壁完全啮合，使探头装置与测斜管80形成了稳定的整体，避免了松动而影响测量数据，提高了测量精度；

3、采用气压式结构，结构更简单，制造维护更便捷。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性附壁探头装置，其特征在于，包括相互连通的上腔体和下腔体、位于所述上腔体和下腔体内部之间的测斜PCB板以及分别套设于所述上腔体和下腔体上的气囊，所述上腔体远离所述下腔体的一端还连有气管，所述气管远离所述上腔体的一端设有连接头，所述下腔体远离所述上腔体的一侧设有与所述连接头适配的连接管，所述测斜PCB板与测读仪连接。

2.根据权利要求1所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述气囊外侧设有压环。

3.根据权利要求2所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述压环采用铜制成，所述气囊采用弹性橡胶制成。

4.根据权利要求2所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述上腔体和对应的气囊外侧以及所述下腔体和对应的气囊外侧分别设有外套，所述外套与所述上腔体和下腔体之间分别通过螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述上腔体和下腔体之间套装有定位圈，所述定位圈上设有若干螺栓孔，所述螺栓孔内置有连接螺栓，所述上腔体和下腔体的接头位置还设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述测斜PCB板通过锁紧垫圈固定于所述上腔体和下腔体之间。

7.根据权利要求1所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述气管包括橡胶管和密封垫圈，所述橡胶管与所述上腔体通过密封垫圈和螺母密闭连接。

8.根据权利要求1所述的柔性附壁探头装置，其特征在于，所述测斜PCB板包括依次连接的测斜电路、电缆线和插头，所述插头包括公插头和母插头，分设于测斜电路的上下两侧，所述测斜电路包括多个集成电气元件，自动检测倾斜角度并输出信号；所述电缆线包括2根电源线和2根数据线；所述插头为快插接头。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的柔性附壁探头装置的附壁方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据测斜管的深度，计算所需柔性附壁探头装置的数量，并将所需的柔性附壁探头装置依次连接成探头组；

S2：将连接完成后的探头组置于所述测斜管内；

S3：打开测读仪中的气阀使探头组内部通气，通过气压使所述上腔体和下腔体上的气囊膨胀直至与测斜管内壁紧密接触。

10.根据权利要求9所述的附壁方法，其特征在于，所述步骤S1中，相邻两个探头之间的连接方法为：将相邻所述柔性附壁探头装置中测斜PCB板的插头相互对接，并将相邻柔性附壁探头装置中其中一者的连接管和另一者的连接头进行连接，且该两个探头的测量数据通过插头中的数据线传递。