CN108931215B - 混凝土长度测量仪及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土长度测量仪及使用方法，包括一个安装架和两个预埋测头，在所述的安装架的两端均各自安装一个超声波发射装置和一个环状红外线发射装置，两个超声波发射装置分别位于两个环状红外线发射装置的中心位置；两个预埋测头用于预埋在混凝土试件的两端内部，每个预埋测头与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环相连，所述的红外线接收环与一个信号接收装置相连，在所述的信号接收装置上设有一圈红外线预留孔；所述的信号接收装置与声波信号处理装置通讯；超声波发射装置发出声波信号，信号传输至预埋测头端部的声波接收装置，信号处理装置将声波信号和频率转化为数字信号输出，并由电子测量仪显示测量值。

Description

混凝土长度测量仪及使用方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土长度测量仪及使用方法，主要涉及到外掺剂混凝土的膨胀率监测。

背景技术

在混凝土膨胀测量应用中，尤其是在后浇带、湿接缝等特殊施工部位中，膨胀率的测量仅靠游标卡尺、螺旋测微器测定是不完善的，因测量仪器受尺寸限制，且测量范围大时测量精度低，测量精度高时测量范围小。此外螺旋测微器采用接触法测定长度时，对测量的水平度要求较为苛刻，得到测量结果不精确。

为了提高测量精度，通过混凝土卧式收缩仪和比长仪在具体测量及后期监测过程中，应用收缩仪和比长仪存在很多不便的现象：在测量前必须采用标准杆校正，标准杆受温度影响较大，测量长度存在误差；在测量混凝土试模时，难以实现测量仪器与试模的快速对齐读取数据；安装收缩仪和比长仪对监测位置、水平度与施工环境要求严格。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，易于安装拆卸且测量结构精度高的混凝土长度测量仪。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种混凝土长度测量仪，包括一个安装架和两个预埋测头，在所述的安装架的两端均各自安装一个超声波发射装置和一个环状红外线发射装置，两个超声波发射装置分别位于两个环状红外线发射装置的中心位置；两个预埋测头用于预埋在混凝土试件的两端内部，每个预埋测头与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环相连，所述的红外线接收环与一个信号接收装置相连，在所述的信号接收装置上设有一圈红外线预留孔；所述的信号接收装置与声波信号处理装置通讯；超声波发射装置发出声波信号，信号传输至预埋测头端部的声波接收装置，信号处理装置将声波信号和频率转化为数字信号输出，并由电子测量仪显示测量值。

进一步的，两个超声波测距仪在水平方向上对齐，两个环状红外线发射装置在水平方向上对齐。

进一步的，在每个超声波发射装置的外圈固定一个可收缩式套筒，所述的可收缩式套筒的伸缩端与信号接收装置的外圈配合，在混凝土试件收缩膨胀时，可收缩式套筒也跟着伸缩，该套筒主要起到一个定位的作用。

进一步的，所述的安装架包括一个底板和安装在底板两侧的侧板；在所述的底板上设有尺寸线。

进一步的，所述的侧板可根据要求在尺寸线进行移动调整，竖直固定在底板中，底部采用紧固螺栓固定侧板。

进一步的，所述的红外线发射装置沿径向互成45°分布有8组红外线束，布置在两端侧板上，通过红外线预留孔后与预埋测头表面的红外线接收环进行对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐，提高测量精度。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，所述的预埋测头在浇筑混凝土之前安装固定在可拆卸模板之间的预留孔内，通过在预埋测头设置变形截面和螺纹，使混凝土与测头之间增加咬合力，紧固连接，使得后期混凝土的变形与测头一致。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，所述的信号发射装置和信号接收装置相互独立，通过可伸缩套筒连接信号发射装置和信号接收装置的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒内进行，减少误差干扰。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，混凝土试件的可拆卸模板采用插板式设计，与预埋测头紧密连接，保证密闭性不易漏浆，拆模方便以保持试件完整性与平整度。

所述一种混凝土长度测量仪具体工作过程，包括如下步骤：

首先，制作混凝土试件，在模板的两端预留孔内设置预埋测头，且每个预埋测头与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环相连，红外线接收环与一个信号接收装置相连，在信号接收装置上设有一圈红外线预留孔，然后浇筑混凝土且进行养护；

其次，在安装架的两端安装超声波发射装置、环状红外线发射装置、声波信号处理装置和电子测量仪；

再次，将养护后的混凝土试件放置在安装架上，开启环状红外线对齐装置，通过红外线预留孔观察每束红外线是否与预埋测头表面的红外线接收环对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐；

最后，开启超声波传感器发射装置，通过可伸缩套筒连接信号发射装置和信号接收装置的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒内进行，测量混凝土试块的初始长度。微膨胀混凝土试件长度的变化引起可收缩套筒的变形从而使得声波的传播距离与频率发生变化，通过声波信号处理装置与电子测量仪连接记录的长度变化值，计算混凝土试件膨胀率的大小，从而实现对收缩膨胀变形进行实时监测。

本发明的优点：

1.本发明使用了2组超声波测距系统，测量系统采用超声波传感测距原理，测量方法简便，测量尺寸可调节，测量结果精确；

2.采用环状红外线对齐装置通过红外线预留孔后与预埋测头表面的红外线接收环进行对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐，提高测量精度；

3.模板采用插板式设计，具有装配式特性优良的特点，与预埋测头紧密连接，保证密闭性不易漏浆，拆模方便以保持试件完整性与平整度；

4.监测数据通过声波传感器输出，可直接在电子测量仪上获取，数据精度高，方便快捷，环境要求低。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是混凝土长度测量仪的结构示意图；

图2是混凝土长度测量仪的预埋测头结构示意图；

图3是混凝土长度测量仪的测量系统示意图；

图例说明：1、底板；2、可拆卸模板；3、预埋测头；4、侧板；5、混凝土试件；6、信号接收装置；7、超声波发射装置；8、声波信号处理装置；9、电子测量仪；10、可收缩式套筒；11、红外线发射装置；12、红外线预留孔；13、红外线接收环；14、预留固定板插孔；15、尺寸线；16、紧固螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种混凝土长度测量仪，为使本发明的技术方案及效果特征更加清楚明确，下面结合附图对本实施例作详细说明，需要说明一下，下面是以直接在测量仪上进行混凝土试件浇筑为例，进行的说明，本发明也可以在其他地方浇筑完成后，再放置在该测量仪进行测试。

如图1、图2和图3所示，混凝土长度测量仪包括：底板1，可拆卸模板2，预埋测头3；侧板4；混凝土试件5，信号接收装置6，超声波发射装置7，声波信号处理装置8，电子测量仪9，可收缩式套筒10，红外线发射装置11，红外线预留孔12，红外线接收环13，预留固定板插孔14，尺寸线15，紧固螺栓16。

具体的连接方式如下：

混凝土长度测量仪包括一个安装架和两个预埋测头，在所述的安装架的两端均各自安装一个超声波发射装置7和一个环状红外线发射装置11，两个超声波发射装置7分别位于两个环状红外线发射装置11的中心位置；两个预埋测头3用于预埋在混凝土试件5的两端内部，每个预埋测头3与一个暴露于混凝土试件5外的红外线接收环13相连，所述的红外线接收环13与一个信号接收装置6，在所述的信号接收装置6上设有一圈红外线预留孔12；所述的信号接收装置6与声波信号处理装置8通讯；超声波发射装置7发出声波信号，信号传输至预埋测头3端部的声波接收装置6，信号处理装置8将声波信号和频率转化为数字信号输出，并由电子测量仪9显示测量值。

进一步的，两个超声波测距仪在水平方向上对齐，两个环状红外线发射装置11在水平方向上对齐。

进一步的，在每个超声波发射装置7的外圈固定一个可收缩式套筒10，所述的可收缩式套筒10的伸缩端与信号接收装置6的外圈配合，在混凝土试件5膨胀收缩时，可收缩式套筒10也跟着变形，该套筒主要起到一个定位的作用。

进一步的，所述的安装架包括一个底板1和安装在底板两侧的侧板4；在所述的底板上设有尺寸线。

进一步的，所述的侧板4可根据要求在尺寸线进行移动调整，竖直固定在底板1中，底部采用紧固螺栓16固定侧板4。

进一步的，所述的红外线发射装置11沿径向互成45°分布有8组红外线束，布置在两端固定板上，通过红外线预留孔12后与预埋测头3表面的红外线接收环13进行对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐，提高测量精度。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，所述的预埋测头3在浇筑混凝土之前安装固定在可拆卸模板2之间的预留孔内，通过在预埋测头3设置变形截面和螺纹，使混凝土与测头之间增加咬合力，紧固连接，使得后期混凝土的变形与测头一致。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，所述的信号发射装置7和信号接收装置6相互独立，通过可伸缩套筒10连接信号发射装置7和信号接收装置6的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒10内进行，减少误差干扰。

进一步的，所述的一种混凝土长度测量仪，混凝土试件5的可拆卸模板2采用插板式设计，与预埋测头3紧密连接，保证密闭性不易漏浆，拆模方便以保持试件完整性与平整度。

所述一种混凝土长度测量仪具体工作过程，包括如下步骤：

首先，制作混凝土试件5，在模板的两端预留孔内设置预埋测头3，且每个预埋测头3与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环13相连，红外线接收环13与一个信号接收装置6，在信号接收装置6上设有一圈红外线预留孔12，然后浇筑混凝土且进行养护；

其次，在安装架的两端安装超声波发射装置7、环状红外线发射装置11、声波信号处理装置8和电子测量仪9；

再次，将养护后的混凝土试件5放置在安装架上，开启环状红外线对齐装置，通过红外线预留孔12观察每束红外线是否与预埋测头3表面的红外线接收环13对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐；

最后，开启超声波传感器发射装置7，通过可伸缩套筒10连接信号发射装置7和信号接收装置6的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒内进行，测量混凝土试块的初始长度。微膨胀混凝土试件长度的变化引起可收缩套筒10的变形从而使得声波的传播距离与频率发生变化，通过声波信号处理装置8与电子测量仪9连接记录的长度变化值，计算混凝土试件膨胀率的大小，从而实现对收缩膨胀变形进行实时监测。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1.本发明使用了2组超声波测距系统，测量系统采用超声波传感测距原理，测量方法简便，测量尺寸可调节，测量结果精确；

2.采用环状红外线对齐装置通过红外线预留孔后与预埋测头表面的红外线接收环进行对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐，提高测量精度；

3.模板采用插板式设计，具有装配式特性优良的特点，与预埋测头紧密连接，保证密闭性不易漏浆，拆模方便以保持试件完整性与平整度；

4.监测数据通过声波传感器输出，可直接在电子测量仪上获取，数据精度高，方便快捷，环境要求低；

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种混凝土长度测量仪，其特征在于，包括一个安装架和两个预埋测头，在所述的安装架的两端均各自安装一个超声波发射装置和一个环状红外线发射装置，两个超声波发射装置分别位于两个环状红外线发射装置的中心位置；两个预埋测头用于预埋在混凝土试件的两端内部，每个预埋测头与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环相连，所述的红外线接收环与一个信号接收装置相连，在所述的信号接收装置上设有一圈红外线预留孔；所述的信号接收装置与声波信号处理装置通讯；超声波发射装置发出声波信号，信号传输至预埋测头端部的声波接收装置，信号处理装置将声波信号和频率转化为数字信号输出，并由电子测量仪显示测量值；

两个超声波测距仪在水平方向上对齐，两个环状红外线发射装置在水平方向上对齐；

在每个超声波发射装置的外圈固定一个可收缩式套筒，所述的可收缩式套筒的伸缩端与信号接收装置的外圈凹槽配合；通过可伸缩套筒连接信号发射装置和信号接收装置的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒内进行，减少误差干扰；

混凝土试件的可拆卸模板采用插板式设计，与预埋测头紧密连接；

所述的安装架包括一个底板和安装在底板两侧的固定板；

所述的红外线发射装置沿径向互成45°分布有8组红外线束，布置在两端侧板上，通过红外线预留孔后与预埋测头表面的红外线接收环进行对齐。

2.如权利要求1所述的混凝土长度测量仪，其特征在于，在每个超声波发射装置的外圈固定一个可收缩式套筒，所述的可收缩式套筒的伸缩端与信号接收装置的外圈凹槽配合。

3.如权利要求1所述的混凝土长度测量仪，其特征在于，在所述的底板上设有尺寸线。

4.如权利要求1所述的混凝土长度测量仪，其特征在于，固定板可根据要求在尺寸线进行移动调整，竖直固定在底板中，底部采用紧固螺栓固定。

5.如权利要求1所述的混凝土长度测量仪，其特征在于，所述的预埋测头在浇筑混凝土之前安装固定在可拆卸模板之间的预留孔内，在预埋测头设置变形截面和螺纹。

6.利用权利要求1-5任一所述的混凝土长度测量仪对混凝土试件长度测量的方法，其特征在于，

首先，制作混凝土试件，在模板的两端预留孔内设置预埋测头，且每个预埋测头与一个暴露于混凝土试件外的红外线接收环相连，红外线接收环与一个信号接收装置相连，在信号接收装置上设有一圈红外线预留孔，然后浇筑混凝土且进行养护；

其次，在安装架的两端安装超声波发射装置、环状红外线发射装置、声波信号处理装置和电子测量仪；

再次，将养护后的混凝土试件放置在安装架上，开启环状红外线对齐装置，通过红外线预留孔观察每束红外线是否与预埋测头表面的红外线接收环对齐，保证混凝土试模与测量系统水平方向与竖直方向对齐，两个超声波测距仪在水平方向上对齐，并且两个环状红外线发射装置在水平方向上对齐；

最后，开启超声波传感器发射装置，通过可伸缩套筒连接信号发射装置和信号接收装置的外圈，使得信号的传输仅仅在套筒内进行，测量混凝土试块的初始长度；微膨胀混凝土试件长度的变化引起可收缩套筒的变形从而使得声波的传播距离与频率发生变化，通过声波信号处理装置与电子测量仪连接记录的长度变化值，计算混凝土试件膨胀率的大小，从而实现对收缩膨胀变形进行实时监测。