CN110736788A - 一种混凝土人工振捣波动智能控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土人工振捣波动智能控制装置及控制方法。包括用于接收振捣棒（1）振动信号的振动信号传感器（2），振动信号传感器（2）与声波仪（3）连接，声波仪（3）与采集和波动信号处理成图系统（5）连接。本发明在人工混凝土振捣时，能够实时获取人工振捣点的位置与振捣时间，实时记录与监控振捣作业，达到振捣施工不漏振、不过振，过程可控与可追溯的目的。
Description
技术领域
本发明涉及智能建筑技术领域，特别涉及一种混凝土人工振捣波动智能控制装置及控制方法。
背景技术
现阶段混凝土浇筑振捣实时监测有GPS动态定位、无线电信号定位等。如：①GPS动态定位“混凝土浇筑振捣动态可视化监测方法”(CN 102444289B)，是基于GPS动态定位测试的振捣棒点工作轨迹判定系统，通过实时采集传输、处理混凝土浇筑现场振捣棒点运行轨迹状态参数信息，并采用计算机图形在线方法显示进行实时监控。其特点是采用GPS定位和振捣棒插入及拔离混凝土时的电位值确定振捣时间，缺点是GPS定位系统繁琐，定位精度受GPS系统限制，振捣混凝土区上方需要无遮挡，振捣棒只要在混凝土中即使无振捣也处于计时状态等。②无线电信号定位“一种人工振捣棒实时监测定位系统”（CN 203866832U），该装置在人工振捣棒上设有无线信号发射装置，在混凝土浇筑施工区域内设3个无线信号接收装置，通过对无线信号接收与处理，达到人工振捣棒实时三维定位。该方法的缺点是只能得到人工振捣棒的移动轨迹，期间不知道它振捣与否；定位精度要大于纳秒级，受无线电信号接受装置、同步控制器等的限制较大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种混凝土人工振捣波动智能控制装置及控制方法。本发明在人工混凝土振捣时，能够实时获取人工振捣点的位置与振捣时间，实时记录与监控振捣作业，达到振捣施工不漏振、不过振，过程可控与可追溯的目的。
本发明的技术方案：一种混凝土人工振捣波动智能控制装置，包括用于接收振捣棒振动信号的振动信号传感器，振动信号传感器与声波仪连接，声波仪与采集和波动信号处理成图系统连接。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置中，所述的振动信号传感器分布于浇筑混凝土内，并分布于四个边角点。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置中，处于所述的四个边角点的振动信号传感器位于浇筑混凝土表面下2～4cm处。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法：振动信号传感器接收振捣棒振捣时传来的振动信号并传输给声波仪，声波仪根据振动信号对振捣棒进行定位振动采集和动态振动过程采集，之后将采集信息传输给采集和波动信号处理成图系统获取振捣位置与振捣时间，并对振捣位置和振捣时间实时成图，实时监测混凝土的振捣效果。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法中，所述的定位振动采集具体为：对浇筑混凝土的四个边角点、四边中间点和中部的2～3个点进行定位，完成定位振动采集；所述的动态振动过程采集为：振捣棒根据施工设计进行正常的浇筑混凝土的振捣施工。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法中，采集和波动信号处理成图系统的实时成图具体为：采集和波动信号处理成图系统根据获取的振捣位置与振捣时间，进行实际定位坐标反演计算，建立振捣区的振动波动背景场。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法中，振捣位置由振动信号传感器接收振动波的初至时间，按振动波走时最短路径原理计算得出；振捣时间为振动信号传感器接收振动停止时间与振动波初至时间之差的平均值。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法中，采集和波动信号处理成图系统的实时成图具体为：将浇筑混凝土形态的几何参数和4个振动信号传感器的位置数据输入波动信号处理成图系统，建立浇筑混凝土形态空间模型；之后，波动信号处理成图系统首先进行振捣棒定位与振动、振动信号采集与信号处理；以振动波走时最短路径原理，根据实际定位坐标和振动波的初至时间反演，获取浇筑混凝土、模板和底板的振动波速度，建立振捣区的振动波背景场。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法中，采集和波动信号处理成图系统的实时成图中，振捣位置用彩色圆环表示；振捣时间按设计要求分为欠振、合格、过振三级，用三种颜色在彩色圆环中标识；之后通过采集和波动信号处理成图系统显示。
与现有技术相比，本发明的混凝土人工振捣波动智能控制装置中，将用于接收振捣棒振动信号的振动信号传感器经导线与声波仪连接，声波仪经导线与采集和波动信号处理成图系统连接；该结构，利用了振动波在混凝土中波幅强和容易采集测试的特性，能实时对人工振捣作业进行高精度定位和高精度测定振捣时间，实时记录与监控。该装置结构简单，振捣位置和振捣时间均能够通过该装置直接测量法测试，数据真实可信，装置的安装不受施工场地条件的限制。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图；
图2是本发明的主视结构示意图。
附图中的标记为：1-振捣棒，2-振动信号传感器，3-声波仪，4-导线，5-采集和波动信号处理成图系统，6-浇筑混凝土，7-模板，8-底板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种混凝土人工振捣波动智能控制装置，构成如图1和2所示，包括用于接收振捣棒1振动信号的振动信号传感器2，振动信号传感器2与声波仪3连接，声波仪3与采集和波动信号处理成图系统5连接。振动信号传感器2与声波仪3间，和声波仪3与采集和波动信号处理成图系统5可通过导线4连接(如图1所示)，也可通过无线网络模块连接，根据实际需要选择即可。
前述的振动信号传感器2分布于浇筑混凝土6内，并分布于四个边角点。
处于所述的四个边角点的振动信号传感器2位于浇筑混凝土表面下2～4cm处。
前述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法：振动信号传感器2接收振捣棒1振捣时传来的振动信号并传输给声波仪3，声波仪3根据振动信号对振捣棒1进行定位振动采集和动态振动过程采集，之后将采集信息传输给采集和波动信号处理成图系统5获取振捣位置与振捣时间，并对振捣位置和振捣时间实时成图，实时监测混凝土的振捣效果。
前述的定位振动采集具体为：对浇筑混凝土6的四个边角点、四边中间点和中部的2～3个点进行定位，完成定位振动采集；所述的动态振动过程采集为：振捣棒1根据施工设计进行正常的浇筑混凝土6的振捣施工。
前述的采集和波动信号处理成图系统5的实时成图具体为：采集和波动信号处理成图系统5根据获取的振捣位置与振捣时间，进行实际定位坐标反演计算，建立振捣区的振动波动背景场。
前述的振捣位置由振动信号传感器2接收振动波的初至时间，按振动波走时最短路径原理计算得出；振捣时间为振动信号传感器2接收振动停止时间与振动波初至时间之差的平均值。
前述的采集和波动信号处理成图系统5的实时成图具体为：将浇筑混凝土6形态的几何参数和4个振动信号传感器2的位置数据输入波动信号处理成图系统5，建立浇筑混凝土6形态空间模型；之后，波动信号处理成图系统5首先进行振捣棒1定位与振动、振动信号采集与信号处理；以振动波走时最短路径原理，根据实际定位坐标和振动波的初至时间反演，获取浇筑混凝土6、模板7和底板8的振动波速度，建立振捣区的振动波背景场。以图1为例，以图1中浇筑混凝土6左下角为基点，浇筑混凝土6下底线为x轴，垂向为z轴建立坐标系，测量浇筑混凝土6形态的几何参数和振动信号传感器2的位置数据。
前述的采集和波动信号处理成图系统5的实时成图中，振捣位置用彩色圆环表示；振捣时间按设计要求分为欠振、合格、过振三级，用三种颜色在彩色圆环中标识；之后通过采集和波动信号处理成图系统5显示。
Claims (9)
1.一种混凝土人工振捣波动智能控制装置，其特征在于：包括用于接收振捣棒（1）振动信号的振动信号传感器（2），振动信号传感器（2）与声波仪（3）连接，声波仪（3）与采集和波动信号处理成图系统（5）连接。
2.根据权利要求1所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置，其特征在于：所述的振动信号传感器（2）分布于浇筑混凝土（6）内，并分布于四个边角点。
3.根据权利要求2所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置，其特征在于：处于所述的四个边角点的振动信号传感器（2）位于浇筑混凝土表面下2～4cm处。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：振动信号传感器（2）接收振捣棒（1）振捣时传来的振动信号并传输给声波仪（3），声波仪（3）根据振动信号对振捣棒（1）进行定位振动采集和动态振动过程采集，之后将采集信息传输给采集和波动信号处理成图系统（5）获取振捣位置与振捣时间，并对振捣位置和振捣时间实时成图，实时监测混凝土的振捣效果。
5.根据权利要求4所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：所述的定位振动采集具体为：对浇筑混凝土（6）的四个边角点、四边中间点和中部的2～3个点进行定位，完成定位振动采集；所述的动态振动过程采集为：振捣棒（1）根据施工设计进行正常的浇筑混凝土（6）的振捣施工。
6.根据权利要求4所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：采集和波动信号处理成图系统（5）的实时成图具体为：采集和波动信号处理成图系统（5）根据获取的振捣位置与振捣时间，进行实际定位坐标反演计算，建立振捣区的振动波动背景场。
7.根据权利要求6所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：振捣位置由振动信号传感器（2）接收振动波的初至时间，按振动波走时最短路径原理计算得出；振捣时间为振动信号传感器（2）接收振动停止时间与振动波初至时间之差的平均值。
8.根据权利要求7所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：采集和波动信号处理成图系统（5）的实时成图具体为：将浇筑混凝土（6）形态的几何参数和4个振动信号传感器（2）的位置数据输入波动信号处理成图系统（5），建立浇筑混凝土（6）形态空间模型；之后，波动信号处理成图系统（5）首先进行振捣棒（1）定位与振动、振动信号采集与信号处理；以振动波走时最短路径原理，根据实际定位坐标和振动波的初至时间反演，获取浇筑混凝土（6）、模板（7）和底板（8）的振动波速度，建立振捣区的振动波背景场。
9.根据权利要求8所述的混凝土人工振捣波动智能控制装置的控制方法，其特征在于：采集和波动信号处理成图系统（5）的实时成图中，振捣位置用彩色圆环表示；振捣时间按设计要求分为欠振、合格、过振三级，用三种颜色在彩色圆环中标识；之后通过采集和波动信号处理成图系统（5）显示。
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