CN111076858A - 一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，包括如下步骤：步骤一、建立混凝土输送压力与泵管环向变形量的数学关系；步骤二、通过测量泵管上任意位置的环向变形量，计算该处的混凝土泵送压力。该方法首先测量得到混凝土泵的出料口处泵管的环向变形量，与泵管处混凝土压力进行拟合，可以得到泵管内混凝土压力与泵管环向变形的数学关系；然后将输送泵管上任意测点测到的环向变形代入此数学关系，就可以得到该点的混凝土输送压力，从而对堵管、爆管进行有效预警。

Description

一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法

技术领域

本发明涉及一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，属于混凝土泵送监测技术领域。

背景技术

随着我国社会建设的快速发展，混凝土的泵送施工技术，特别是高层泵送技术已经被广泛应用到工程项目中。泵送施工极大地提高了施工效率，节省了劳力，其优点突出，越来越受到重视。

混凝土是一种夹带大量石子的粘性流体，混凝土泵的活塞以往复运动的方式推动混凝土在泵管内运动时，混凝土的受力情况和运动形态非常复杂，混凝土在管内流动时很容易产生石子堆积、浆体流通不畅的现象。在现阶段泵送高度和泵送长度不断增加的情况下，由石子堆积引起的混凝土输送压力的增加和泵管局部应力可能导致爆管现象发生，引发生产事故。现有的测量管内混凝土压力的方法是在泵管上钻孔埋置压力传感器的方法进行测量，该方法较为直观，但不可避免的破坏了泵管的结构，测量安全风险较大，操作繁琐。

因此，亟需一种可以实时测量泵管内混凝土输送压力的方法，对堵管、爆管的发生起到预警作用。

发明内容

本发明提供了一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，在不对泵管造成破坏的情况下，能够迅速、便捷地得出待检测泵管环面的混凝土泵送压力，对堵管、爆管进行有效预警。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，所述无损测量方法包括如下步骤：

步骤一、建立混凝土输送压力与泵管环向变形量的数学关系；具体包括如下步骤，

选取混凝土泵出料口处的泵管作为测量对象，选取测量环面并贴应变片；

当混凝土泵的泵送压力由零开始逐步增大，由混凝土泵直接读出泵送压力，作为测量环面处的混凝土压力，并采用传感器采集对应的应变片应变量；

以传感器测出的环向应变量为横坐标值，以输送泵读出的混凝土压力为纵坐标值，可以绘制出泵管内混凝土输送压力与环向变形关系的点图，拟合曲线，得到环向应变与输送压力的数学关系；

步骤二、通过测量泵管上任意位置的环向变形量，计算该处的混凝土泵送压力；具体包括如下步骤，

在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片，通过传感器监测应变片的应变量；

根据步骤一中的环向应变与输送压力的数学关系，计算该环面的混凝土泵送压力。

进一步，步骤一中所述“选取测量环面并贴应变片”，将测量环面N等分，并均布N个相同的应变片；

步骤一中所述“采用传感器采集对应的应变片应变量”，传感器采集N个应变片的应变量，并将均值作为该环面的应变量。

进一步，剔除N个应变片的应变量偏移较大的值后计算均值。

进一步，步骤二中所述“在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片”，泵管的弯管处均为待监测位置。

进一步，步骤二中所述“在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片”，泵管的直管段的待监测位置均匀布设。

进一步，所述方法还包括，

步骤三、对步骤二中的混凝土泵送压力进行验证；具体包括如下步骤，选取若干个待监测位置，采用传统方式测量混凝土泵送压力，然后与步骤二中的计算的混凝土泵送压力进行比较，用于对监测结果进行验证。

本发明提供的一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，该方法首先测量得到混凝土泵的出料口处泵管的环向变形量，与泵管处混凝土压力进行拟合，可以得到泵管内混凝土压力与泵管环向变形的数学关系；然后将输送泵管上任意测点测到的环向变形代入此数学关系，就可以得到该点的混凝土输送压力，从而对堵管、爆管进行有效预警。

附图说明

图1为本发明混凝土出料口处泵管结构示意图；

图2为图1中沿A-A处剖视图；

图3为管内混凝土压力与泵管环向应变拟合曲线图；

图4为本发明混凝土泵管待检测位置示意图；

图5为图4中沿B-B处剖视图。

图中标号如下：

1-混凝土泵出料口；2-泵管；3-连接件；4-混凝土料斗；5-应变片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1至图5所示，本实施例提供的一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，

包括如下步骤：

步骤一、建立混凝土输送压力与泵管环向变形量的数学关系；具体包括如下步骤，

(1)选取混凝土泵出料口1处的泵管2作为测量对象，选取测量环面并贴应变片5；如图1所示，泵管2之间由泵管连接件3拼接，混凝土由混凝土料斗4进入后，混凝土泵将混凝土推送至后续的泵管中；优选的实施方式为，将测量环面N等分，并均布N个相同的应变片5，比如N＝3、4、8或12，图2中的测量环面上设置有4个应变片；本步骤中，以混凝土泵出料口处的泵管作为测量对象，且选择的测量环面应受泵机脉冲力影响小且不会发生高频次振动；

(2)当混凝土泵的泵送压力由零开始逐步增大，由混凝土泵直接读出泵送压力，作为测量环面处的混凝土压力，并采用传感器采集对应的应变片应变量；混凝土泵可直接读出混凝土的泵送压力，由于前面步骤中以混凝土泵出料口处的泵管作为测量对象，测量环面处的混凝土压力与混凝土泵的读数近似，可将混凝土泵上读取的混凝土泵送压力作为测量环面的混凝土压力P₀；当测量环面上设置N个应变片时，传感器采集N个应变片的应变量，并将均值作为该环面的应变量，进一步优选为，剔除N个应变片的应变量偏移较大的值后计算均值作为测量环面的应变量ε_A；

(3)如图3所示，以传感器测出的环向应变量为横坐标值，以输送泵读出的混凝土压力为纵坐标值，可以绘制出泵管内混凝土输送压力与环向变形关系的点图，拟合曲线，得到环向应变与输送压力的数学关系p₀＝f(ε_A)；

步骤二、结合图4和图5所示，通过测量泵管上任意位置的环向变形量，计算该处的混凝土泵送压力；具体包括如下步骤，

(4)在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片5，通过传感器监测应变片5的应变量ε_B；其中，泵管2的弯管处混凝土泵送压力较大，作为待监测位置；泵管的直管段的待监测位置均匀布设；图5中的待测量环面上的应变片为3个，当然，也可以设置为更多个，计算均值作为测量环面的应变量，还可以剔除偏差较大的值，优选测量结果。

(5)根据步骤一中的环向应变与输送压力的数学关系p₀＝f(ε_A)，计算该环面的混凝土泵送压力p_B。

优选的实施方式为，所述方法还包括，

步骤三、对步骤二中的混凝土泵送压力进行验证；具体包括如下步骤，选取若干个待监测位置，采用传统方式测量混凝土泵送压力p_C，然后与步骤二中的计算的混凝土泵送压力p_B进行比较，用于对监测结果进行验证。该步骤可以用于验证拟合的环向应变与输送压力的数学关系p₀＝f(ε_A)公式是否正确，与实际测量值得偏差程度。

本发明提供的一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，该方法首先测量得到混凝土泵的出料口处泵管的环向变形量，与泵管处混凝土压力进行拟合，可以得到泵管内混凝土压力与泵管环向变形的数学关系；然后将输送泵管上任意测点测到的环向变形代入此数学关系，就可以得到该点的混凝土输送压力，从而对堵管、爆管进行有效预警。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种输送管内混凝土输送压力的无损测量方法，其特征在于，所述无损测量方法包括如下步骤：

步骤一、建立混凝土输送压力与泵管环向变形量的数学关系；具体包括如下步骤，

选取混凝土泵出料口处的泵管作为测量对象，选取测量环面并贴应变片；

当混凝土泵的泵送压力由零开始逐步增大，由混凝土泵直接读出泵送压力，作为测量环面处的混凝土压力，并采用传感器采集对应的应变片应变量；

以传感器测出的环向应变量为横坐标值，以输送泵读出的混凝土压力为纵坐标值，可以绘制出泵管内混凝土输送压力与环向变形关系的点图，拟合曲线，得到环向应变与输送压力的数学关系；

步骤二、通过测量泵管上任意位置的环向变形量，计算该处的混凝土泵送压力；具体包括如下步骤，

在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片，通过传感器监测应变片的应变量；

根据步骤一中的环向应变与输送压力的数学关系，计算该环面的混凝土泵送压力。

2.如权利要求1所述的无损测量方法，其特征在于，

步骤一中所述“选取测量环面并贴应变片”，将测量环面N等分，并均布N个相同的应变片；

步骤一中所述“采用传感器采集对应的应变片应变量”，传感器采集N个应变片的应变量，并将均值作为该环面的应变量。

3.如权利要求2所述的无损测量方法，其特征在于，剔除N个应变片的应变量偏移较大的值后计算均值。

4.如权利要求1所述的无损测量方法，其特征在于，

步骤二中所述“在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片”，泵管的弯管处均为待监测位置。

5.如权利要求1所述的无损测量方法，其特征在于，

步骤二中所述“在混凝土泵管上待监测位置的环面上贴应变片”，泵管的直管段的待监测位置均匀布设。

6.如权利要求1所述的无损测量方法，其特征在于，所述方法还包括，

步骤三、对步骤二中的混凝土泵送压力进行验证；具体包括如下步骤，选取若干个待监测位置，采用传统方式测量混凝土泵送压力，然后与步骤二中的计算的混凝土泵送压力进行比较，用于对监测结果进行验证。

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