CN112923891A - 测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑测量领域，公开了一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置和方法，其中，所述装置包括吸盘式爬行机构(10)、钻孔机构(20)和检测机构，所述钻孔机构(20)和所述检测机构安装于所述吸盘式爬行机构(10)，所述检测机构包括用于检测所述钻孔机构(20)的钻进位移的第一检测单元(30)和用于检测所述钻孔机构(20)的应力的第二检测单元(40)。本申请可以方便、快捷地通过吸盘式爬行机构沿冷却塔的筒壁爬行至检测位置，随后通过钻孔机构在筒壁上钻孔，通过检测钻孔机构贯穿筒壁所钻进的位移即可精准地获得检测位置处的筒壁厚度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑测量领域，具体地涉及测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置和方法。
背景技术
双曲线冷却塔属于高耸建构筑物，施工过程中存在很多不可控因素，其中筒壁厚度是非常关键的一项。如筒壁小于设计要求，会直接导致冷却塔整体稳定性和局部稳定性不能够满足要求，冷却塔运行后，很容易产生倒塌事故。
目前双曲线冷却塔的筒壁厚度检测方法主要分为两种，一种是在地面上通过三维扫描仪进行实体扫描，将三维模型导入电脑内，然后在三维模型上测量筒壁厚度。另一种是通过吊篮或者吊板运载操作人员，人工利用水钻在筒壁上钻孔，钻透后用盒尺测量筒壁厚度。以上两种检测方法各有严重缺点，方法一，根据现场实际操作，通过三维扫描仪对双曲线冷却塔进行扫描，由于三维扫描仪进行工作时，主要是通过发射激光和接收激光来形成三维模型，由于冷却塔高度和直径都比较大，激光发射后打在筒壁上时激光已经发生了分散，加之距离较大，激光发射和返回的时差较大，故检测结果误差比较大。方法二，虽然检测结果比较准确，但通过吊篮或者吊板作业，人工在高空处作业危险性极大，又因为冷却塔筒壁体量巨大，通过这种方法进行检测，工期太长，并且来回挪动吊篮或者吊板费时、费工、费力。
因此，现有技术存在无法快捷、精确地检测双曲线冷却塔的筒壁厚度的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的无法快捷、精确地检测双曲线冷却塔的筒壁厚度的问题，提供一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，以快捷、精确地检测双曲线冷却塔的筒壁厚度。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其中，所述装置包括吸盘式爬行机构、钻孔机构和检测机构，所述钻孔机构和所述检测机构安装于所述吸盘式爬行机构，所述检测机构包括用于检测所述钻孔机构的钻进位移的第一检测单元和用于检测所述钻孔机构的应力的第二检测单元。
可选的，所述钻孔机构包括钻杆和安装于所述吸盘式爬行机构的钻杆驱动单元。
可选的，所述钻孔机构包括安装在所述吸盘式爬行机构上的用于支撑所述钻杆的支撑筋。
可选的，所述装置包括用于无线控制所述吸盘式爬行机构、钻孔机构和检测机构中的至少一者的控制机构。
可选的，所述吸盘式爬行机构上设置有红外线信号发射器，所述控制机构包括与所述红外线信号发射器配合使用的红外线信号接收器和与所述红外线信号接收器电连接的控制器。
可选的，所述控制机构设置为根据所述第二检测单元的反馈控制所述钻孔机构的操作。
可选的，所述控制机构设置为能够控制所述第一检测单元和第二检测单元复位。
可选的，所述控制机构包括用于显示所述第一检测单元和第二检测单元的检测结果的显示部、用于控制所述吸盘式爬行机构的第一操作部、用于控制所述钻孔机构的第二操作部和用于复位所述第一检测单元与第二检测单元的第三操作部。
本申请还提供一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的方法，其中，所述方法使用本申请的装置，所述方法包括：
S1、通过所述吸盘式爬行机构沿双曲线冷却塔的筒壁爬行至检测位置；
S2、使所述钻孔机构的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁，记录所述第一检测单元检测的第一结果；
S3、通过所述钻孔机构在所述筒壁进行钻孔，并根据所述第二检测单元的检测在所述钻孔机构贯穿所述筒壁后控制所述钻孔机构停止，以记录所述第一检测单元检测的第二结果；
S4、根据所述第一结果和第二结果获得所述筒壁的厚度。
可选的，在步骤S2中，在述钻孔机构的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁时，使所述第一检测单元和第二检测单元的检测值复位。
通过上述技术方案，可以方便、快捷地通过吸盘式爬行机构沿冷却塔的筒壁爬行至检测位置，随后通过钻孔机构在筒壁上钻孔，通过检测钻孔机构贯穿筒壁所钻进的位移即可精准地获得检测位置处的筒壁厚度。
附图说明
图1是本申请的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置的一种实施方式的主体部分的结构示意图；；
图2是图1的剖视图；
图3是与图1的主体部分配合使用的控制机构的示意图。
附图标记说明
10、吸盘式爬行机构；20、钻孔机构；21、钻杆；22、钻杆驱动单元；23、支撑筋；30、第一检测单元；40、第二检测单元；50、控制机构；51、红外线信号接收器；52、显示部；53、第一操作部；54、第二操作部；541、第一按键；542、第二按键；55、第三操作部；60、红外线信号发射器；70、电池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
根据本申请的一个方面，提供一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其中，所述装置包括吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构，所述钻孔机构20和所述检测机构安装于所述吸盘式爬行机构10，所述检测机构包括用于检测所述钻孔机构20的钻进位移的第一检测单元30和用于检测所述钻孔机构20的应力的第二检测单元40。
使用本申请的装置，可以方便、快捷地通过吸盘式爬行机构10沿冷却塔的筒壁爬行至检测位置，随后通过钻孔机构20在筒壁上钻孔，通过检测钻孔机构20贯穿筒壁所钻进的位移即可精准地获得检测位置处的筒壁厚度。
具体的，可以通过第二检测单元40检测钻孔机构20的应力，当钻孔机构20贯穿筒壁时，应力将下降为零，通过获得此时钻孔机构20的钻进位移即可获得筒壁的厚度。
本申请中，吸盘式爬行机构10可以采用现有技术中各种通过吸盘吸附壁面并能够沿壁面移动的机构，本申请对其结构不做限定。作为举例，吸盘式爬行机构10可以彼此能够相对移动的两部分，该两部分上分别设置有能够控制吸附的吸盘，通过使两部分的吸盘轮流吸附筒壁，并使两部分相对移动，即可实现沿筒壁的爬行。
其中，钻孔机构20可以采用各种适当形式，例如，所述钻孔机构20包括钻杆21和安装于所述吸盘式爬行机构10的钻杆驱动单元22。通过钻杆驱动单元22，可以驱动钻杆21进行钻孔，钻杆21在钻孔过程中进行钻进，第一检测单元30检测钻进位移，第二检测单元40检测钻进过程中钻杆21所受应力。
由于钻杆21伸出吸盘式爬行机构10的距离较大，为使整个装置更加稳定，如图1和图2所示，所述钻孔机构20包括安装在所述吸盘式爬行机构10上的用于支撑所述钻杆21的支撑筋23。其中，支撑筋23从吸盘式爬行机构10背离钻孔方向延伸，以在钻孔的后方对钻杆21提供支撑。具体的，支撑筋23可以为多个，并围绕钻杆21周向分布。
本申请中，第一检测单元30和第二检测单元40可以设置为能够记录检测结果的形式，以便在从地面回收所述装置时获得检测结果。优选地，第一检测单元30和第二检测单元40可以设置为能够实时传送检测结果的形式。例如，第一检测单元30可以为位移计，第二检测单元40可以为应力计。
此外，吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构可以设置为能够单独控制或协同控制。具体的，为便于从地面进行控制，所述装置包括用于无线控制所述吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构中的至少一者的控制机构50。
其中，可以采用各种适当方式进行无线、远程控制。优选地，所述吸盘式爬行机构10上设置有红外线信号发射器60，所述控制机构50包括与所述红外线信号发射器配合使用的红外线信号接收器51和与所述红外线信号接收器51电连接的控制器。其中，控制器可以通过红外线信号接收器51和红外线信号发射器60的配合操作控制吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构中的至少一者。
由此，所述控制机构50可以设置为根据所述第二检测单元的反馈控制所述钻孔机构20的操作。具体的，当吸盘式爬行机构10爬行到检测位置后，可以通过控制机构50控制钻孔机构20进行钻取，当钻孔机构20贯穿筒壁时，第二检测单元40的检测结果会下降为0，从而能够通过第二检测单元40的检测结果判断钻孔机构20何时贯穿筒壁，此时可以通过控制机构50控制钻孔机构20停止钻取，以便准确获得第二结果。可以理解的，红外线信号发射器60和红外线信号接收器51一方面可以用于传输控制信号，还可以用于反馈第一检测单元30和第二检测单元40的检测结果，以便控制机构50根据第二检测单元的反馈控制所述钻孔机构20的操作。
另外，所述控制机构50可以设置为能够控制所述第一检测单元和第二检测单元复位。可以理解的，在吸盘式爬行机构10爬行过程中，应使钻孔机构20与筒壁间隔开，第二检测单元40的检测结果为0。当吸盘式爬行机构10爬行到检测位置后，可以通过控制机构50控制钻孔机构20朝向筒壁伸出，直到钻孔机构20与筒壁抵接，第二检测单元40的检测结果从0变为正值。此时可以先停止钻孔机构20的伸出，并且使第一检测单元30和第二检测单元40复位(即归零，第一检测结果为0)，然后可以进行钻取，直至钻孔机构20贯穿筒壁(第二检测结果下降为0)时停止钻取，此时第一检测单元30的检测结果即为筒壁厚度。
本申请中，控制机构50优选能够控制吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构的各项操作(控制信号、检测信号均通过红外线信号发射器60和红外线信号接收器51在控制机构50与爬行机构10、钻孔机构20和检测机构之间传送)，并且优选能够实时显示第一检测单元30和第二检测单元40的检测结果。为此，如图3所示，所述控制机构50包括用于显示所述第一检测单元和第二检测单元的检测结果的显示部52、用于控制所述吸盘式爬行机构10的第一操作部53、用于控制所述钻孔机构20的第二操作部54和用于复位所述第一检测单元与第二检测单元的第三操作部55。
为便于携带，控制机构50可以为便携式操控器的形式，各操作部可以采用按键等简化操作的形式。其中，显示部52可以显示控制器将第一检测单元30和第二检测单元40的反馈信号处理后的具体参数的数值，以便实时向操控人员反馈。第一操作部53可以为操纵杆的形式，以便控制吸盘式爬行机构10沿筒壁的各个反向爬行。第二操作部54可以包括用于使钻杆21前进(钻取)的第一按键541和用于使钻杆21后退的第二按键542。第三操作部55可以为按键形式，以便一键同时复位第一检测单元30和第二检测单元40。
本申请中，为便于吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构的操作，可以在吸盘式爬行机构10上安装电池70，以在一定时间内为吸盘式爬行机构10、钻孔机构20和检测机构提供电力。
根据本申请的另一方面，提供一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的方法，其特征在于，所述方法使用本申请的装置，所述方法包括：
S1、通过所述吸盘式爬行机构10沿双曲线冷却塔的筒壁爬行至检测位置；
S2、使所述钻孔机构20的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁，记录所述第一检测单元检测的第一结果；
S3、通过所述钻孔机构20在所述筒壁进行钻孔，并根据所述第二检测单元的检测在所述钻孔机构20贯穿所述筒壁后控制所述钻孔机构20停止，以记录所述第一检测单元检测的第二结果；
S4、根据所述第一结果和第二结果获得所述筒壁的厚度。
其中，可以方便、快捷地通过吸盘式爬行机构10沿冷却塔的筒壁爬行至检测位置，随后通过钻孔机构20在筒壁上钻孔，通过检测钻孔机构20贯穿筒壁所钻进的位移即可精准地获得检测位置处的筒壁厚度。具体的，可以通过第二检测单元40检测钻孔机构20的应力，当钻孔机构20贯穿筒壁时，应力将下降为零，通过获得此时钻孔机构20的钻进位移即可获得筒壁的厚度(第二结果和第一结果的差值)。
为简化获取筒壁厚度的操作，在步骤S2中，在述钻孔机构20的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁时，使所述第一检测单元和第二检测单元的检测值复位(即归零)。当吸盘式爬行机构10爬行到检测位置后，可以通过控制机构50控制钻孔机构20朝向筒壁伸出，直到钻孔机构20与筒壁抵接，此时可以通过第二检测单元40的检测结果从0变为正值来判断抵接的时机。此时可以先停止钻孔机构20的伸出，并且使第一检测单元30和第二检测单元40复位(即归零，第一检测结果为0)，然后可以进行钻取，直至钻孔机构20贯穿筒壁(第二检测结果下降为0)时停止钻取，此时第一检测单元30的检测结果即为筒壁厚度。
通过本申请的方法，可以选取筒壁上的不同位置作为检测位置，依次进行检查，以方便、快捷、准确地获得各检测位置处筒壁的厚度。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本申请包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述装置包括吸盘式爬行机构(10)、钻孔机构(20)和检测机构，所述钻孔机构(20)和所述检测机构安装于所述吸盘式爬行机构(10)，所述检测机构包括用于检测所述钻孔机构(20)的钻进位移的第一检测单元(30)和用于检测所述钻孔机构(20)的应力的第二检测单元(40)。
2.根据权利要求1所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述钻孔机构(20)包括钻杆(21)和安装于所述吸盘式爬行机构(10)的钻杆驱动单元(22)。
3.根据权利要求2所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述钻孔机构(20)包括安装在所述吸盘式爬行机构(10)上的用于支撑所述钻杆(21)的支撑筋(23)。
4.根据权利要求1所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述装置包括用于无线控制所述吸盘式爬行机构(10)、钻孔机构(20)和检测机构中的至少一者的控制机构(50)。
5.根据权利要求4所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述吸盘式爬行机构(10)上设置有红外线信号发射器(60)，所述控制机构(50)包括与所述红外线信号发射器配合使用的红外线信号接收器(51)和与所述红外线信号接收器(51)电连接的控制器。
6.根据权利要求4或5所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述控制机构(50)设置为根据所述第二检测单元的反馈控制所述钻孔机构(20)的操作。
7.根据权利要求6所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述控制机构(50)设置为能够控制所述第一检测单元和第二检测单元复位。
8.根据权利要求7所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的装置，其特征在于，所述控制机构(50)包括用于显示所述第一检测单元和第二检测单元的检测结果的显示部(52)、用于控制所述吸盘式爬行机构(10)的第一操作部(53)、用于控制所述钻孔机构(20)的第二操作部(54)和用于复位所述第一检测单元与第二检测单元的第三操作部(55)。
9.一种测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-8中任意一项所述的装置，所述方法包括：
S1、通过所述吸盘式爬行机构(10)沿双曲线冷却塔的筒壁爬行至检测位置；
S2、使所述钻孔机构(20)的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁，记录所述第一检测单元检测的第一结果；
S3、通过所述钻孔机构(20)在所述筒壁进行钻孔，并根据所述第二检测单元的检测在所述钻孔机构(20)贯穿所述筒壁后控制所述钻孔机构(20)停止，以记录所述第一检测单元检测的第二结果；
S4、根据所述第一结果和第二结果获得所述筒壁的厚度。
10.根据权利要求9所述的测量双曲线冷却塔的筒壁厚度的方法，其特征在于，在步骤S2中，在述钻孔机构(20)的钻取前端抵接所述双曲线冷却塔的筒壁时，使所述第一检测单元和第二检测单元的检测值复位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210608 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |