CN111637913B - 一种用于预埋有线传感器的综合保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，包括橡胶保护盖、第一圆筒、第二圆筒和外保护盖；所述橡胶保护盖盖合在所述第一圆筒的左端，所述第一圆筒的右端与所述第二圆筒的左端相连，所述外保护盖盖合在所述第二圆筒的右端；本发明提供的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置强度高，稳定性好，对隧道支护破坏小，后期采集数据周期长，方便操作，单次数据采集时间短，安装灵活性强，易于推广。

Description

一种用于预埋有线传感器的综合保护装置

技术领域

本发明涉及隧道有线传感器导线保护装置，属于隧道监测领域，具体为一种用于预埋有线传感器的综合保护装置。

背景技术

目前地下隧道初支与二衬施工中我们经常需要预埋传感器，通过采集传感器的数据分析隧道中的安全情况，为施工安全和以后的隧道设计方案优化提供一定的依据。现如今传感器一般分为两种，一种是无线传感器，其主要的原理是传感器自带一个电源与信号发射器，传感器、电源和信号发射器一同预埋在隧道支护中，后期由电源供电通过信号发射器向外部信号接收装置发射传感器数据，其虽然安装简便，便于施工，但其不足是电源电量有限且仪器成本高，一但电源电量耗尽后就不能再进行测试；第二种是有线传感器，通过一股导线将传感器与测试仪连接采集数据，主要优点是外部测试仪供电，如传感器不被破坏可永久采集传感器数据，其主要不足是隧道施工时喷射混泥土或掌子面爆破容易破坏导线与接口，而且导线数量和长度与预埋的传感器数量成正比，当传感器较多时需要保护的导线体积大，因此导线和接线口的引出保护与放置成为难题。

有线传感器现多使用PVC套筒或铁制方桶进行保护，但传统保护装置仍存在诸多问题，如：1.传统保护装置强度低，不能很好的保护有线传感器导线；2.传统保护装置表面光滑无法良好的固定在支护结构中；3.传统保护装置穿过隧道防水板会严重影响隧道防水，使得传感器导线无法从二衬中引出而导致后期无法采集数据；4.当传感器过多时，需要更大直径的保护装置来引出和放置传感器导线与接头，直径过大的保护装置会严重影响隧道支护结构的完整性；5.采集多个传感器数据时需要分别插拔各个传感器接头，容易破坏接口，采集速度慢；6.支护结构内部复杂，传统保护装置无法绕过支护结构复杂点；7.传统保护装置需事先精确制定装置尺寸，无法根据施工情况的变化临时改变保护装置的长度。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，包括橡胶保护盖、第一圆筒、第二圆筒和外保护盖；所述橡胶保护盖盖合在所述第一圆筒的左端，所述第一圆筒的右端与所述第二圆筒的左端相连，所述外保护盖盖合在所述第二圆筒的右端。

在其中一个实施例中，所述第一圆筒包括线路转换器和第一筒体，所述线路转换器与所述橡胶保护盖连接，所述第一筒体与所述第二圆筒连接，所述第一筒体为中空设置，所述第一筒体外部设置有数个第一圆环，所述第一筒体的右端内壁设置有第一内螺纹。

在其中一个实施例中，所述橡胶保护盖的内壁上设置有凹槽，所述凹槽上设置有第一缺口，所述线路转换器的外部设置有凸环，所述凸环上设置有与所述凹槽的第一缺口位置和尺寸一致的第二缺口；通过上述方案，操作者在隧道支护前首先将传感器导线与线路转换器连接，然后将橡胶保护盖上的凹槽与线路转换器上的凸环凹凸连接形成通道，传感器的导线与线路转换器连接后将传感器的导线从此通道引出，最后操作者利用电焊将第一圆环焊接在隧道支护结构中的钢筋上，从而固定第一圆筒；采用上述方式设置橡胶保护盖，线路转换器与传感器的导线连接处避免了隧道支护时混泥土对传感器导线的破环，确保了传感器和路线转换器能够良好连接，使第一圆筒能够很好的固定在隧道支护结构里面。

在其中一个实施例中，所述第二圆筒包括第二筒体，所述第二筒体左端的外侧壁上设置有可与所述第一内螺纹螺接的第一外螺纹，位于所述第一外螺纹右侧的第二筒体上设置有防水板，位于所述防水板右侧的第二筒体上设置有数个第二圆环，所述第二筒体为中空设置，所述第二筒体右端的内壁上设置有第二内螺纹。

在其中一个实施例中，所述防水板位于所述第一外螺纹右侧1毫米处，所述防水板为环状，且与所述第二筒体的连接为密封连接；通过上述方案，隧道二衬前，操作者首先在第一圆筒与隧道铺设的防水板交界面加工一大小与第一筒体外径一致的圆孔，然后通过第二筒体上的第一外螺纹和第一筒体上的第一内螺纹将第一筒体和第二筒体螺纹连接，然后将放置在第一筒体内的传感器导线拉至第二筒体内部，接着操作者将第二筒体上的防水板与隧道铺设的防水板焊接，最后通过第二筒体上的第二圆环与隧道二衬上的钢筋焊接连接；采取上述方式可以使传感器的导线从隧道二衬中引出，同时不会破坏隧道铺设防水板的防水效果，使第二圆筒良好的固定在隧道二衬中，以实现传感器在隧道施工完成后仍能继续采集数据的目的。

在其中一个实施例中，所述第一圆环和第二圆环的右侧壁上分别设置有可焊接的金属材料，所述第一圆环与所述第一筒体以及所述第二圆环与所述第二筒体的连接处分别设置有绝热隔温材料；通过上述方案，可以实现第一圆环和第二圆环在隧道支护中的焊接作业，同时可以避免因焊接时局部温度过高破环第一筒体和第二筒体内的传感器导线。

在其中一个实施例中，所述外保护盖为圆柱体，所述外保护盖的外侧壁上设置有可与所述第二内螺纹螺接的第二外螺纹，所述外保护盖的右端面上沿所述外保护盖右端面的直径对称的设置有两个半圆形的凹槽，且两个所述凹槽的直径靠近设置；通过上述方案，在隧道初支时，操作者安装好第一圆筒后，将外保护盖与第一圆筒螺纹连接，避免隧道初支时喷射的混凝土进入第一圆筒而将第一圆筒封住；在隧道二衬安装好第二圆筒后，将外保护盖与第二圆筒进行螺纹连接，防止二衬时混凝土封住第二圆筒。

在其中一个实施例中，经过所述线路转换器内部的多个传感器的同一功能的非控制导线分别并联、同一功能的控制导线一并接入位于所述线路转换器内部的控制线路转换器开关，所述控制线路转换器开关的导线出口引出控制导线，所述控制线路转换器开关的导线出口引出的控制导线通过所述控制线路转换器开关选择具体采集某个指定传感器的检测数据；通过上述方案，操作者首先将传感器的导线接入线路转换器，然后在预埋完成后，操作者通过将第一圆筒引出的导线接入测试仪，最后通过测试仪控制线路转换器开关选择采集特定传感器的检测数据；采用上述方式设置线路转换器，可以大幅度减少所需传感器的导线和第一圆筒的体积，缩短测试所需的时间和效率。

与现有技术相比，本发明提供的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置具有以下优点：

1.本发明中的圆筒强度高，受力均匀，能很好的保护有线传感器的导线不被破坏；

2.本发明中的圆筒表面设置有圆环，通过与支护结构中的钢筋焊接可以良好的将圆筒固定在支护结构中，避免圆筒移位；

3.本发明中第二圆筒设有环形防水板，环形防水板通过与隧道二衬时的防水板焊接，可以方便的从二衬中引出传感器导线，使得隧道从开挖到后期投入使用都可以方便的采集数据；

4.本发明中的线路转换器可以同时连接多个不同的传感器，将多个不同传感器的导线转换为一股导线，不仅减少了导线的数量，同时也减小了圆筒的直径，从而减少圆筒对隧道支护的影响；

5.本发明中的线路转换器可以通过控制线路转换器开关以实现采集特定的传感器的检测数据，大大的缩短了数据采集所需的时间。

综上所述，本发明提供的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置强度高，稳定性好，对隧道支护破坏小，后期采集数据周期长，方便操作，灵活性强，单次数据采集时间短，易于推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的橡胶保护盖的结构示意图；

图3为本发明中的第一圆筒的结构示意图；

图4为本发明中的第二圆筒的结构示意图；

图5为本发明中的外保护盖的结构示意图；

图6为本发明中的线路转换器内部的线路布局示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1-6所示，为了便于描述，本发明中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；

一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，包括橡胶保护盖1、第一圆筒2、第二圆筒3和外保护盖4；橡胶保护盖1盖合在第一圆筒2的左端，第一圆筒2的右端与第二圆筒3的左端相连，外保护盖4盖合在第二圆筒3的右端。

优选的，第一圆筒2包括线路转换器201和第一筒体206，线路转换器201与橡胶保护盖1连接，第一筒体206与第二圆筒3连接，第一筒体206为中空设置，第一筒体206外部设置有两个第一圆环204，第一筒体206的右端内壁设置有第一内螺纹205。

优选的，橡胶保护盖1的内壁上设置有凹槽101，凹槽101上设置有第一缺口102，线路转换器201的外部设置有凸环202，凸环202上设置有与凹槽101的第一缺口102位置和尺寸一致的第二缺口203。

优选的，第二圆筒3包括第二筒体305，第二筒体305左端的外侧壁上设置有可与第一内螺纹205螺接的第一外螺纹301，位于第一外螺纹301右侧的第二筒体305上设置有防水板302，位于防水板302右侧的第二筒体305上设置有两个第二圆环303，第二筒体305也为中空设置，第二筒体305右端的内壁上设置有第二内螺纹304。

优选的，防水板302位于第一外螺纹301右侧1毫米处，防水板302为环状，且与第二筒体305的连接为密封连接。

优选的，第一圆环204和第二圆环303的右侧壁上分别设置有可焊接的金属材料，第一圆环204与第一筒体206以及第二圆环303与第二筒体305的连接处分别设置有绝热隔温材料。

优选的，外保护盖4为圆柱体，外保护盖4的外侧壁上设置有可与第二内螺纹304螺接的第二外螺纹401，外保护盖4的右端面上沿外保护盖4右端面的直径对称的设置有两个半圆形的凹槽402，且两个凹槽402的直径靠近设置。

优选的，经过线路转换器201内部的多个传感器的同一功能的非控制导线分别并联、同一功能的控制导线一并接入位于线路转换器201内部的控制线路转换器开关207，控制线路转换器开关207的导线出口引出控制导线，控制线路转换器开关207的导线出口引出的控制导线通过控制线路转换器开关207选择具体采集某个指定传感器的检测数据。

本发明分两个阶段实施：

实施阶段一：隧道开挖后在预设位置安装好传感器，将所有传感器导线接入线路转换器201内部，然后将橡胶保护盖1上的凹槽101与线路转换器201上的凸环202凹凸连接，凹槽101上的第一缺口102与凸环202上的第二缺口203对接形成可供导线通过的通道，传感器的导线与线路转换器201连接后并将导线从上述通道引出，然后将外保护盖4与第一圆筒2通过第二外螺纹401和第一内螺纹205螺纹连接，最后操作者利用电焊将第一圆环204焊接在隧道支护结构中的钢筋上；隧道初支完成后，旋出外保护盖4，将第一圆筒2内部的传感器导线与测试仪连接，通过控制线路转换器开关207采集特定传感器的数据，数据采集完毕后将外保护盖4旋入第一圆筒2。

实施阶段二：隧道二衬铺设好隧道防水板后，操作者首先在第一圆筒2与隧道铺设的防水板交界面加工一大小与第一筒体206的外径一致的圆孔，旋出外保护盖4，然后通过第二圆筒3上的外螺纹304和第一圆筒2上的内螺纹205将二者螺纹连接，然后将放置在第一圆筒2内的传感器导线拉至第二圆筒3内部，接着操作者将第二圆筒3上的防水板302与隧道铺设的防水板焊接密封，最后通过第二圆环303与隧道二衬的钢筋焊接连接以此固定第二圆筒3，利用第二筒体305上的内螺纹304和外保护盖4上的外螺纹401将外保护盖4旋入第二圆筒3内；隧道二衬完成后，旋出外保护盖4，将第二圆筒3内部导线与测试仪连接，通过测试仪控制线路转换器开关207采集特定传感器的数据，数据采集完毕后将外保护盖4旋入第二圆筒3。

本发明通过设置线路转换器201，一方面可以将多个传感器的导线合成一股，通过这一股中的控制导线控制采集指定传感器的检测数据，节约测量时间，另一方面使传统的传感器导线保护装置体积减小70％，减小保护装置对隧道支护结构的影响，通过设置在第二筒体305上的防水板302与隧道二衬防水板紧密焊接，实现了传感器从隧道开挖到投入使用均可以采集检测数据的目的。

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本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 (4)

1.一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，其特征在于，包括橡胶保护盖(1)、第一圆筒(2)、第二圆筒(3)和外保护盖(4)；所述橡胶保护盖(1)盖合在所述第一圆筒(2)的左端，所述第一圆筒(2)的右端与所述第二圆筒(3)的左端相连，所述外保护盖(4)盖合在所述第二圆筒(3)的右端，

所述第一圆筒(2)包括线路转换器(201)和第一筒体(206)，所述线路转换器(201)与所述橡胶保护盖(1)连接，所述第一筒体(206)与所述第二圆筒(3)连接，所述第一筒体(206)为中空设置，所述第一筒体(206)外部设置有数个第一圆环(204)，所述第一筒体(206)的右端内壁设置有第一内螺纹(205)；

所述橡胶保护盖(1)的内壁上设置有凹槽(101)，所述凹槽(101)上设置有第一缺口(102)，所述线路转换器(201)的外部设置有凸环(202)，所述凸环(202)上设置有与所述凹槽(101)的第一缺口(102)位置和尺寸一致的第二缺口(203)；

所述第二圆筒(3)包括第二筒体(305)，所述第二筒体(305)左端的外侧壁上设置有可与所述第一内螺纹(205)螺接的第一外螺纹(301)，位于所述第一外螺纹(301)右侧的第二筒体(305)上设置有防水板(302)，位于所述防水板(302)右侧的第二筒体(305)上设置有数个第二圆环(303)，所述第二筒体(305)为中空设置，所述第二筒体(305)右端的内壁上设置有第二内螺纹(304)；

所述外保护盖(4)为圆柱体，所述外保护盖(4)的外侧壁上设置有可与所述第二内螺纹(304)螺接的第二外螺纹(401)，所述外保护盖(4)的右端面上沿所述外保护盖(4)右端面的直径对称的设置有两个半圆形的凹槽(402)，且两个所述凹槽(402)的直径靠近设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，其特征在于，所述防水板(302)位于所述第一外螺纹(301)右侧1毫米处，所述防水板(302)为环状，且与所述第二筒体(305)的连接为密封连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，其特征在于，所述第一圆环(204)和第二圆环(303)的右侧壁上分别设置有可焊接的金属材料，所述第一圆环(204)与所述第一筒体(206)以及所述第二圆环(303)与所述第二筒体(305)的连接处分别设置有绝热隔温材料。

4.根据权利要求1所述的一种用于预埋有线传感器的综合保护装置，其特征在于，经过所述线路转换器(201)内部的多个传感器的同一功能的非控制用导线分别并联、同一功能的控制导线一并接入位于所述线路转换器(201)内部的控制线路转换器开关(207)，所述控制线路转换器开关(207)的导线出口引出控制导线，所述控制线路转换器开关(207)的导线出口引出的控制导线通过所述控制线路转换器开关(207)选择具体采集某个指定传感器的检测数据。

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