CN112378497A - 一种防失压测探管及地基水位测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑测量领域，特别涉及一种防失压测探管及地基水位测量系统。所述测探管包括管道组件、探测组件；所述管道组件包括外管、控制盒和内管，所述外管的一端与控制盒的底部可拆卸式固定连接，所述内管上活动套接有磁性浮子，所述探测组件固定安装于控制盒内，且探测组件的探测头位于内管内部，且所述探测头可在所述内管内移动。本发明的测探管采用完全埋入地下的工作方式，将测量和收集数据的功能一体化，可以使测量时测探管不与大气接触，大大提高了测探管的密闭性，使测探更加准确；并且通过封闭的内管与磁性浮子配合，使得传感器不会受到水的影响，避免了长期使用时，传感器产生误报，影响测量精度。

Description

一种防失压测探管及地基水位测量系统

技术领域

本发明属于建筑测量领域，特别涉及一种防失压测探管及地基水位测量系统。

背景技术

真空预压法已经在我国的大量建筑工程中得到运用，然而对于真空预压过程中地下水位的变化情况，目前存在较大的争议。地下水位是真空预压技术加固地基效果的重要反映，它不仅反映真空预压加固过程中地基超孔隙水压力的消散及其土体有效应力的转换过程，也能体现土体固结及其强度提高的过程，因此，准确测量到真空预压以及真空堆载预压预压加固区内负压条件下地下水位意义重大。

目前常用的测量方法为在加固区设置敞口水位测管，来测量加固区内地下水位，但由于敞口水位测管和大气连通，测量时地下水的状态会发生改变，导致测量结果不准确。目前有些测量方法通过对管口密封，可以在测管闭口的状态下对水位进行测量，尽管采用不同的密封方法防止漏气，但真实密封效果难以保证；并且现有的测量方法大多采用水位传感器进行探测，在测量中容易受到管壁渗水及凝水的影响，导致测量不稳定产生误报，影响测量精度。因此我们需要一种防失压测探管及地基水位测量系统。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种防失压测探管及地基水位测量系统。

所述测探管包括管道组件、探测组件；

所述管道组件包括外管、控制盒和内管，所述外管的一端与控制盒的底部可拆卸式固定连接，所述内管通过连接杆固定安装于外管内部，所述内管的中轴线与外管的中轴线平行；所述内管的一端贯穿插接于控制盒底部，且内管与控制盒连接处密封设置；所述内管靠近控制盒的一端为开放式结构，所述内管远离控制盒的一端为封闭式结构；

所述内管上活动套接有磁性浮子，所述磁性浮子的内径大于内管的外径；所述内管的靠近外管底部一端固定安装有限位块，所述限位块的直径大于磁性浮子的外径；

所述控制盒的底部固定安装有零点感应环，所述内管贯穿零点感应环；

所述探测组件固定安装于控制盒内，且探测组件的探测头位于内管内部，且所述探测头可在所述内管内移动。

优选的，所述外管上开设有若干组渗水孔，所述外管的内壁上固定安装有铁丝网，所述铁丝网与外管的内壁之间设置有过滤层。

优选的，所述外管的外壁上固定安装有定位块，所述定位块上开设有销孔，所述控制盒的底部固定安装有销柱，所述销柱插接于销孔内，所述控制盒的底部开设有卡槽，所述外管的一端卡接于卡槽内。

优选的，所述内管的外壁上开设有滑槽，所述滑槽的方向与内管轴向平行，所述滑槽内滑动安装有滑块，所述滑块的一端与磁性浮子的内圈壁固定连接。

优选的，所述探测组件包括电动马达、计米器和磁感应传感器；

所述电动马达通过马达座固定安装于控制盒内，所述电动马达输出轴的一端固定安装有收线盘，所述计米器固定安装于电动马达下方，所述计米器的一端设置有绕线轮，所述绕线轮和收线盘位于同一平面上，所述磁感应传感器位于内管内部，所述收线盘上缠绕有导线，所述导线的一端经过绕线轮与磁感应传感器电性连接。

优选的，所述测探管还包括接头组件；

所述接头组件包括若干第一端子和若干第二端子，所述第一端子和第二端子均嵌装于控制盒的顶端，所述第一端子和第二端子与控制盒的连接处密封。

优选的，所述控制盒的上表面安装有罩壳，所述罩壳的一端与控制盒铰接，所述第一端子和第二端子上位于控制盒外部的一端均位于罩壳内。

优选的，所述防失压测探管还包括信息获取模块和电源模块；

所述信息获取模块通过第二端子分别与计米器和磁感应传感器的导线电性连接；

所述电源模块通过第一端子分别与电动马达和计米器电性连接。

优选的，所述防失压测探管还包括远程通信模块，所述远程通信模块、信息获取模块和电源模块可固定安装于控制盒内；

所述远程通信模块与信息获取模块电性连接，所述远程通信模块可用于接收信息获取模块发送的读数，并将所述读数通过无线信号发送至外部无线接收装置。

本发明的测探管采用完全埋入地下的工作方式，将测量和收集数据的功能一体化，可以使测量时测探管不与大气接触，大大提高了测探管的密闭性，使测探更加准确；并且通过封闭的内管与磁性浮子配合，使得传感器不会受到水的影响，避免了长期使用时，传感器产生误报，影响测量精度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的防失压测探管剖面图；

图2示出了根据本发明实施例的定位块示意图；

图3示出了根据本发明实施例的外管管壁结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的探测组件示意图；

图5示出了根据本发明实施例的磁性浮子结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例的设置有两组电动马达的控制盒的结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的接头组件结构示意图；

图8示出了根据本发明实施例的内设有远程通信模块的控制盒的结构示意图。

图中：1、管道组件；2、探测组件；3、限位块；4、接头组件；5、外管；6、控制盒；7、内管；8、电动马达；9、计米器；10、磁感应传感器；11、马达座；12、收线盘；13、绕线轮；14、第一端子；15、第二端子；16、罩壳；17、渗水孔；18、过滤层；19、铁丝网；20、磁性浮子；21、滑槽；22、滑块；23、零点感应环；24、配重块；25、连接杆；26、定位块；27、销柱；28、卡槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种防失压测探管，包括管道组件1、探测组件2和接头组件4。

如图1所示，所述管道组件1包括外管5、控制盒6和内管7，所述控制盒6内设置有空腔，且所述控制盒6盒体密封设置，所述外管5的一端与控制盒6的底部可拆卸式固定连接，所述内管7通过连接杆25固定安装于外管5内部，所述内管7的一端插接于控制盒6底部，且内管7与控制盒6的连接处密封设置，所述内管7靠近外管5底部的一端为封闭式结构；所述内管7的中轴线与外管5的中轴线平行。

进一步的，如图2所示，所述外管5外壁固定安装有定位块26，所述定位块26上开设有销孔，所述控制盒6的底部固定安装有销柱27，所述销柱27可插接于销孔内，所述控制盒6的底部开设有卡槽28，所述卡槽28为环形结构，所述外管5的一端可卡接于卡槽28内。

外管5、控制盒6和内管7之间的连接方式，使得控制盒6可以方便的与外管5和内管7分离。在测量埋设时，降低了施工难度；在测量完成后，控制盒6可方便快捷地取出。

所述探测组件2固定安装于控制盒6内，且探测组件2的探测头位于内管7内部，并可在内管7内移动；

示例性的，所述内管7与控制盒6连接处通过密封圈密封，使得内管7的内部与外管5的内部之间不连通，从而确保探测组件2的探测头不会与外管5内的水发生直接接触，避免了长期使用后，传感器产生误报的情况，提高了测量精度。

所述接头组件4贯穿卡接于控制盒6的上端，且接头组件4与控制盒6连接处密封，所述接头组件4位于控制盒6内部的一端与探测组件2电性连接。

所述接头组件4用于接通外接电源和探测组件2，通过外接电源向探测组件2供电；并且接通外部信号读取设备与探测组件2，实现外部信号读取设备与探测组件2的信息交互功能。

通过将探测组件2、接头组件4和控制盒6一体化，并使控制盒6与内管7连接处密封，控制盒6与接头组件4连接处密封，在对地基进行真空预压加固之前，可将管道组件1连通控制盒6定位预埋至加固区，测量时，仅需将控制盒6表面土层清除，将外部电源和外部信息读取设备与接头组件4连接，即可控制探测组件2，实现对地下水位的测量。在此测量过程中，本发明的装置整体预埋于地下，使用时无需通过管口放入探测设备，相比现有的测量设备在测量时需要对管口进行密封，本装置的密封效果大大提升，防止了管道组件1的内部与大气连通导致失压，避免了地下水位因管道组件1失压而上升或下降，使测探更加准确。

进一步的，如图3所示，所述外管5上开设有若干组渗水孔17，所述外管5的内壁上贴付有过滤层18，所述过滤层18的内圈设置有固铁丝网19，所述铁丝网19的一端固定安装于外管5的内壁上。

地下水通过渗水孔17渗透进入外管5内部，所述过滤层18用于过滤地下水中的泥沙，所述铁丝网19用于将过滤层18固定贴付于外管5的内壁上。通过过滤层18对泥沙进行过滤，避免了泥沙沉积于外管5底部对测量造成影响。

如图4所示，所述内管7上套接有磁性浮子20，所述磁性浮子20的内圈与内管7的外壁间留有间隙，所述内管7的靠近外管5底部一端固定安装有限位块3，所述限位块3的直径大于磁性浮子20的外径，所述控制盒6的底部固定安装有零点感应环23，所述内管7贯穿零点感应环23。

所述磁性浮子20用于漂浮于水面上，探测组件2的探测头在接近磁性浮子20时，可产生信号，从而获取水位信息；在水位变化时，所述磁性浮子20可以沿内管7的方向上升或者下降，并且限位块3可在水位低于内管7底端时，防止磁性浮子20脱离内管7，所述零点感应环23用于校准探测组件2的探测头的初始位置。

进一步的，如图5所示，所述内管7的外壁上开设有滑槽21，所述滑槽21的方向与内管7方向相同，所述滑槽21内滑动安装有滑块22，所述滑块22的一端与磁性浮子20的内圈壁固定连接。通过滑槽21与滑块22的配合，使得磁性浮子20可以沿滑槽21方向滑动，避免了磁性浮子20卡住无法移动。

所述探测组件2包括电动马达8、计米器9和磁感应传感器10，所述电动马达8通过马达座11固定安装于控制盒6内，所述电动马达8输出轴的一端固定安装有收线盘12，所述计米器9固定安装于电动马达8下方，所述计米器9的一端设置有绕线轮13，所述绕线轮13和收线盘12的连线与控制盒6底部垂直，所述磁感应传感器10位于内管7内部，所述磁感应传感器10的导线一端缠绕绕线轮13，且磁感应传感器10的导线一端固定安装于收线盘12上，所述磁感应传感器10的导线一端与接头组件4上位于控制盒6内的一端电性连接。

通过电动马达8的转动可以使收线盘12将磁感应传感器10的导线收束或释放，将外部的电源设备和信息读取设备与接头组件4连接，即可控制电动马达8转动和读取计米器与磁感应传感器10的信号，使用时首先将磁感应传感器10收束至感应到零点感应环23的位置，然后将磁感应传感器10缓缓下放，直到感应到磁性浮子20；当外部信息读取设备收到磁感应传感器10的信号时，关闭电动马达8，并读取计米器9此时的读数，此读数即为零点感应环23与磁性浮子的距离，通过此距离即可得出地下水位数值。

进一步的，如图6所示，可将电动马达8设置为两组，所述两组电动马达8分别位于计米器9的上方和下方，所述位于计米器9下方的电动马达8输出端设置有绕线轮13，所述两组绕线轮13和收线盘12位于同一直线上，两组所述电动马达8设置为同步运行，所述磁感应传感器10的导线一端由下至上依次缠绕两组绕线轮13，且磁感应传感器10的导线一端固定安装于收线盘12上，所述磁感应传感器10的下方固定连接有配重块24。

通过设置有两组电动马达8和配重块24，可使计米器9工作时，两组电动马达8之间的磁感应传感器10导线处于拉紧状态，避免了导线发生松动、缠绕和打滑，从而使计米器9的测量更加准确。

如图7所示，所述接头组件3包括若干第一端子14和若干第二端子15，所述第一端子14和第二端子15均嵌装于控制盒6的顶端，所述第一端子14和第二端子15与控制盒6的连接处密封，所述控制盒6的上表面安装有罩壳16，所述罩壳16的一端与控制盒6铰接，所述第一端子14和第二端子15的一端均位于罩壳16内;

所述第一端子14的另一端分别与电动马达8和计米器9电性连接，所述第二端子15的另一端与计米器9电性连接。

所述第一端子14用于连接电动马达8和计米器9的供电端，通过将外部电源与第一端子14连接，使得电动马达8和计米器9通电工作；所述第二端子15用于连接计米器的信号输出端，通过将外部信号读取设备与第二端子15连接，可以读取计米器的测量结果。

示例性的，所述控制盒6设置为塑料材质，所述第一端子14和第二端子15均设置为铜柱结构，所述第一端子14和第二端子15均与控制盒6一体化注塑成型。

通过这种方式使第一端子14和第二端子15与控制盒6连接处的密封性大大提高，避免了传统的在控制盒6上打孔穿导线，导致密封效果不好的情况出现。

所述防失压测探管还包括信息获取模块和电源模块；

所述信息获取模块通过第二端子15分别与计米器9和磁感应传感器10的导线电性连接；

所述电源模块通过第一端子14分别与电动马达8和计米器9电性连接。

所述防失压测探管用于在对地基进行真空预压加固前埋于地下，探测地下水水位，生成水位信息，再将所述水位信息发送至信息处理模块；

所述信息获取模块用于接收水位信息，根据所述水位信息显示读数，并记录储存读数；

所述电源模块用于为防失压测探管和信息获取模块提供电能。

示例性的，使用者通过电源模块启动防失压测探管，所述防失压测探管获得电能启动工作，所述防失压测探管进行测量，并将水位信息发送至信息获取模块，所述信息获取模块根据所述水位信息显示并记录读数，使用者通过信息获取模块观察读数。

如图8所示，进一步的，可将电源模块和信息获取模块设置于防失压测探管内，所述电源模块固定安装于控制盒6内，所述信息获取模块固定安装于控制盒6内，所述控制盒6内还固定安装有远程通信模块；

所述电源模块与探测组件2连接，为探测组件2提供电能；

所述信息获取模块可将读数发送至远程通信模块；

所述远程通信模块用于接收信息获取模块发送的读数，并将所述读数通过无线信号发送至外部无线接收装置。

通过设置远程通信模块，使用者可通过外部无线接收装置观测水位信息，无需在测量时对控制盒6外接设备，进一步提升防失压测探管在使用时的密封性，并且使用更加便捷。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防失压测探管，其特征在于：包括管道组件（1）、探测组件（2）；

所述管道组件（1）包括外管（5）、控制盒（6）和内管（7），所述外管（5）的一端与控制盒（6）的底部可拆卸式固定连接，所述内管（7）通过连接杆（25）固定安装于外管（5）内部，所述内管（7）的中轴线与外管（5）的中轴线平行；所述内管（7）的一端贯穿插接于控制盒（6）底部，且内管（7）与控制盒（6）连接处密封设置；所述内管（7）靠近控制盒（6）的一端为开放式结构，所述内管（7）远离控制盒（6）的一端为封闭式结构；

所述内管（7）上活动套接有磁性浮子（20），所述磁性浮子（20）的内径大于内管（7）的外径；所述内管（7）的靠近外管（5）底部一端固定安装有限位块（3），所述限位块（3）的直径大于磁性浮子（20）的外径；

所述控制盒（6）的底部固定安装有零点感应环（23），所述内管（7）贯穿零点感应环（23）；

所述探测组件（2）固定安装于控制盒（6）内，且探测组件（2）的探测头位于内管（7）内部，且所述探测头可在所述内管（7）内移动。

2.根据权利要求1所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述外管（5）上开设有若干组渗水孔（17），所述外管（5）的内壁上固定安装有铁丝网（19），所述铁丝网（19）与外管（5）的内壁之间设置有过滤层（18）。

3.根据权利要求1或2所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述外管（5）的外壁上固定安装有定位块（26），所述定位块（26）上开设有销孔，所述控制盒（6）的底部固定安装有销柱（27），所述销柱（27）插接于销孔内，所述控制盒（6）的底部开设有卡槽（28），所述外管（5）的一端卡接于卡槽（28）内。

4.根据权利要求3所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述内管（7）的外壁上开设有滑槽（21），所述滑槽（21）的方向与内管（7）轴向平行，所述滑槽（21）内滑动安装有滑块（22），所述滑块（22）的一端与磁性浮子（20）的内圈壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述探测组件（2）包括电动马达（8）、计米器（9）和磁感应传感器（10）；

所述电动马达（8）通过马达座（11）固定安装于控制盒（6）内，所述电动马达（8）输出轴的一端固定安装有收线盘（12），所述计米器（9）固定安装于电动马达（8）下方，所述计米器（9）的一端设置有绕线轮（13），所述绕线轮（13）和收线盘（12）位于同一平面上，所述磁感应传感器（10）位于内管（7）内部，所述收线盘12上缠绕有导线，所述导线的一端经过绕线轮（13）与磁感应传感器（10）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述测探管还包括接头组件（4）；

所述接头组件（4）包括若干第一端子（14）和若干第二端子（15），所述第一端子（14）和第二端子（15）均嵌装于控制盒（6）的顶端，所述第一端子（14）和第二端子（15）与控制盒（6）的连接处密封。

7.根据权利要求6所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述控制盒（6）的上表面安装有罩壳（16），所述罩壳（16）的一端与控制盒（6）铰接，所述第一端子（14）和第二端子（15）上位于控制盒（6）外部的一端均位于罩壳（16）内。

8.根据权利要求6所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述防失压测探管还包括信息获取模块和电源模块；

所述信息获取模块通过第二端子（15）分别与计米器（9）和磁感应传感器（10）的导线电性连接；

所述电源模块通过第一端子（14）分别与电动马达（8）和计米器（9）电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种防失压测探管，其特征在于：所述防失压测探管还包括远程通信模块，所述远程通信模块、信息获取模块和电源模块可固定安装于控制盒（6）内；

所述远程通信模块与信息获取模块电性连接，所述远程通信模块可用于接收信息获取模块发送的读数，并将所述读数通过无线信号发送至外部无线接收装置。

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