CN113776655B

CN113776655B - 一种装配式建筑体预制传感监测结构及监控系统

Info

Publication number: CN113776655B
Application number: CN202111131201.1A
Authority: CN
Inventors: 霍兆坤; 温秀岩
Original assignee: Zhicheng Liuxin Digital Technology Research Institute Nanjing Co ltd
Current assignee: Zhicheng Liuxin Digital Technology Research Institute Nanjing Co ltd
Priority date: 2021-09-26
Filing date: 2021-09-26
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2041-09-26
Also published as: CN113776655A

Abstract

本发明公开了一种装配式建筑体预制传感监测结构及监控系统，涉及装配式建筑技术领域。本发明中：传感固定盒配置有振动传感器，振动传感器的一端配置有传感探头；传感探头包括与振动传感器连接的探针，曲面弹片的两侧端都连接有平行弹片；主体盒内配置有PCB板，主体盒的一侧配合与PCB板连接的引脚插槽，传感固定盒的一侧配置与引脚插槽相配合的插接引脚。本发明通过在装配式墙体内配置预制嵌入盒、嵌入内侧盒，并搭载专门化设计的振动传感器及其安装结构，形成一盒多用、震动监测稳定精准的结构设计，并通过传感监测系统的多因素可靠性分析，对发生震动的装配式墙体进行震动强度判断，预防并有效排除装配式建筑体所受到的震动安全隐患。

Description

一种装配式建筑体预制传感监测结构及监控系统

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，尤其涉及一种装配式建筑体预制传感监测结构及监控系统。

背景技术

装配式建筑，是指将传统建造方式中的大量现场作业，转移到工厂通过工厂设备进行加工处理，在工厂加工制作好建筑用构件和配件，如楼板、墙板、楼梯、阳台等，再将这些板块运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

而现代建筑对安全性要求较高，不仅是建筑体在施工时将建筑本身的稳固性提高，同时也需要对建筑体进行智能监控，预防一些特殊环境(例如多地震带或工业区、铁路区域等)中的建筑体出现不可见的安全隐患。

现有专利文件一，公开号：CN203479390U，专利名称：布设于公路隧道之侧监测洞内爆破的振动传感网络，主要技术内容：它由一个无纸记录仪、16套监测装置和16对导线组成。公路隧道处于爆破开挖的过程中，在其一侧或两侧的山坡上，在每个建筑物墙壁的根部及其周围，均可布设一个本实用新型。每套监测装置都设有1个钢支撑架、1个振动传感器、1个强力磁铁和1个移动电源。无纸记录仪安放于建筑物之内，在每套监测装置的振动传感器与无纸记录仪之间，都通过1对电源线和1对导线进行连接。在进行施工时，参照本实用新型每次监测所获得的振动强度去调整下一次的引爆药量，就能确保公路隧道之侧各个建筑物的安全。本实用新型结构简单，易于布设，反应灵敏，能够准确测出各监测点的振动强度。

上述专利文件一中，采用了简易式的固定安装以及传感检测方式对建筑体进行震动强度检测，但此种结构并不能较好的使用于普遍的居民建筑中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种装配式建筑体预制传感监测结构及监控系统，形成一盒多用、震动监测稳定精准的结构设计，通过传感监测系统的多因素可靠性分析，对发生震动的装配式墙体进行震动强度判断，预防并有效排除装配式建筑体所受到的震动安全隐患。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种装配式建筑体预制传感监测结构，装配式墙体的一侧配置有开口式的预制嵌入盒，预制嵌入盒包括外侧安装腔，装配式墙体内预制有预制线路管，预制线路管与预制嵌入盒相连通，预制嵌入盒的内侧设有嵌入内侧盒，嵌入内侧盒的截面呈“V”形，嵌入内侧盒包括内侧传感腔；预制嵌入盒的外侧安装腔内安装有主体盒，主体盒的一侧固定配置有传感固定盒，传感固定盒配置有振动传感器，振动传感器的一端配置有传感探头；传感探头包括与振动传感器连接的探针，探针的一端固定连接有曲面弹片，曲面弹片的两侧端都连接有平行弹片；主体盒内配置有PCB板，主体盒的一侧配合与PCB板连接的引脚插槽，传感固定盒的一侧配置与引脚插槽相配合的插接引脚。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：主体盒的上侧板块与预制嵌入盒的上侧板块之间余留电导线放置空间。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：预制嵌入盒内固定配置有至少两组外腔安装柱，外腔安装柱上开设有螺纹盲孔；主体盒的一侧配置有柱体安装槽，主体盒内设有与柱体安装槽相贯通的固定安装管。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：传感固定盒的上下两侧都设有坡面，坡面上配置有定位弹片；传感固定盒的一侧设置有衔接固定板，衔接固定板固定安装在主体盒的一侧，插接引脚与传感固定盒中的振动传感器电连接，传感固定盒一侧的插接引脚穿过衔接固定板与引脚插槽连接。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：主体盒上侧板开设有导线孔，预制线路管中的电线路穿过主体盒的导线孔接入主体盒，主体盒的外侧配置有与电线路连接的插孔面板，插孔面板与PCB板之间连接有电导线路和信号线路。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：插孔面板上配置有交流电插孔和网络插孔，PCB板配置有信号传输模块，PCB板的信号传输模块通过信号线路与网络插接孔连接。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：PCB板配置有降压模块、整流模块，PCB板并联接入220V交流电路。

作为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的一种优选技术方案：PCB板配置有模数转换模块和GSM通信模块，模数转换模块输入端连接引脚插槽，模数转换模块输出端连接传感信息模块，GSM通信模块连接PCB板的传感信息模块。

本发明涉及一种装配式建筑体预制监测的传感监控系统，包括以下内容：

㈠装配式墙体内的振动传感器实时传感监测当前墙体的震动状况，PCB板将获取到的实时震动信息传输至远程的传感监控系统。㈡传感监控系统获取传输来信息的装配式墙体的体积V，同时获取当前装配式墙体的本体震动缓冲系数λ，其中0<λ<1。㈢传感监控系统内预设当前装配式墙体的最大承载震动强度参考值，设为P_max。㈣传感监控系统获取到振动传感器传输来的震动强度信息为P_S，存在以下情况：①当P_S<V·(1-λ)·P_max，则传感监控系统判定当前装配式墙体震动强度未超标；②当P_S≥V·(1-λ)·P_max，则传感监控系统输出超标震动超标警告信息，并向技术管理人员的终端设备发送提示信息。

作为本发明中传感监控系统的一种优选技术方案：传感监控系统配置预存储模块，根据实际材料在系统中预存储对应的本体震动缓冲系数，并在安装装配式建筑时，向传感监控系统中上传装配式建筑墙体的体积参数。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在装配式墙体内配置预制嵌入盒、嵌入内侧盒，并搭载专门化设计的振动传感器及其安装结构，形成一盒多用、震动监测稳定精准的结构设计，并通过传感监测系统的多因素可靠性分析，对发生震动的装配式墙体进行震动强度判断，预防并有效排除装配式建筑体所受到的震动安全隐患。

附图说明

图1为本发明中装配式建筑体预制传感监测结构的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大的结构示意图；

图3为本发明中预制嵌入盒、嵌入内侧盒的结构示意图；

图4为本发明中主体盒、传感探测部件的示意图；

其中：1-装配式墙体；2-预制嵌入盒；3-嵌入内侧盒；4-外侧安装腔；5-内侧传感腔；6-外腔安装柱；7-螺纹盲孔；8-主体盒；9-导线孔；10-插孔面板；11-PCB板；12-引脚插槽；13-柱体安装槽；14-固定安装管；15-传感固定盒；16-衔接固定板；17-插接引脚；18-定位弹片；19-振动传感器；20-传感探头；20a-探针；20b-曲面弹片；20c-平行弹片；21-预制线路管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1、图2，在装配式墙体1中预制了用于穿线的预制线路管21，在安装多功能的主体盒8时，将电线、网线等穿插完成，然后再将主体盒8配合安装在预制嵌入盒2内。

请参阅图2、图3、图4，在安装主体盒8时，先将主体盒8上的柱体安装槽13对准预制嵌入盒2的外腔安装柱6上，向内推入安装主体盒8，然后从外侧安装长螺杆，长螺杆插入主体盒8的固定安装管14中，然后长螺杆螺接在外腔安装柱6的螺纹盲孔7上，完成主体盒8的安装。

而主体盒8的外侧端面与预制嵌入盒2的外侧开口之间会存在缝隙，可在主体盒8的外侧面边缘设置微凸出的边板，与预制嵌入盒2的开口进行配合，形成“无缝”配合。

实施例二

请参阅图2、图3、图4，衔接固定板16的边角位置处开设有安装孔，主体盒8的内侧面上开设了多个螺纹孔，使用螺丝穿过衔接固定板16边角的安装孔，然后螺接在主体盒8的螺纹孔上，从而将传感固定盒15固定安装在主体盒8的一侧。

当主体盒8插入预制嵌入盒2、振动传感器19也开始插入内侧传感器腔，而探针20a本身较为脆弱，探针20a前端的曲面弹片20b、平行弹片20c若不能保持较好的对称支持力，可能会对探针20a造成损伤，而传感固定盒15两侧的定位弹片18能够在两侧形成预导向支撑，在不断前进过程中，两侧的定位弹片18受到基本对称式的挤压，为探针20a、曲面弹片20b、平行弹片20c的前进做好导向，当主体盒8完全插入预制嵌入盒2，探针、曲面弹片20b、平行弹片20c也就到达了最终稳定的位置。

平行弹片20c在嵌入内侧盒3中安装完成后，平行弹片20c与嵌入内侧盒3的内壁完全接触，当发生震动时，探针20a就能够较为精准的获取到震动强度。

平行弹片20c在无压力状态下，向外张开，在受到挤压过程中逐渐形成与嵌入内侧盒3的内壁平行的状态。

实施例三

关于本发明中信号传输方式的选取，根据实际建筑结构设计需求，可针对性的选取以下方案：

方案一，此方案为有线信号采集方式，在插接面板上配置网线插孔，采用有线网线一端水晶头插在网线插孔处，直接获取到PCB板11上的信息，这种方式对主体盒8、PCB板11的技术成本要求较低，但需要多增加布线方案。

方案二，此方案为无线信号采集方式，PCB板11上搭载GSM通信模块，直接将震动传感信息传输出去，GSM通信模块技术成熟度高、成本低，可以较为广泛的应用在建筑体中。当然也可以采用例如蓝牙传输方式或其他无线传输方式，例如蓝牙传输方式，需要在蓝牙范围内配置蓝牙接收装置，在将许多蓝牙信号集中发出。

实施例四

本体震动缓冲系数λ，为单位体积的建筑材料对震动吸收的强度，例如单位体积的A材料建筑墙体对震动吸收的强度是Dmm/s。本体震动缓冲系数λ越大，振动传感器能够传感检测到的震动强度就越小，检测到的震动强度小不代表着实际发生的震动强度小，要结合实际墙体的情况，才能做出精准的判断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种装配式建筑体预制传感监测结构，包括装配式墙体（1），所述装配式墙体（1）的一侧配置有开口式的预制嵌入盒（2），所述预制嵌入盒（2）包括外侧安装腔（4），所述装配式墙体（1）内预制有预制线路管（21），所述预制线路管（21）与预制嵌入盒（2）相连通，其特征在于：所述预制嵌入盒（2）的内侧设有嵌入内侧盒（3），所述嵌入内侧盒（3）的截面呈“V”形，所述嵌入内侧盒（3）包括内侧传感腔（5）；所述预制嵌入盒（2）的外侧安装腔（4）内安装有主体盒（8），所述主体盒（8）的一侧固定配置有传感固定盒（15），所述传感固定盒（15）配置有振动传感器（19），所述振动传感器（19）的一端配置有传感探头（20）；所述传感探头（20）包括与振动传感器（19）连接的探针（20a），所述探针（20a）的一端固定连接有曲面弹片（20b），所述曲面弹片（20b）的两侧端都连接有平行弹片（20c）；所述平行弹片（20c）与嵌入内侧盒（3）的内壁完全接触；所述传感固定盒（15）的上下两侧都设有坡面，坡面上配置有定位弹片（18）；所述传感固定盒（15）两侧的定位弹片（18）能够在两侧形成预导向支撑；所述主体盒（8）内配置有PCB板（11），所述主体盒（8）的一侧配合与PCB板（11）连接的引脚插槽（12），所述传感固定盒（15）的一侧配置与引脚插槽（12）相配合的插接引脚（17）。

2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述主体盒（8）的上侧板块与预制嵌入盒（2）的上侧板块之间余留电导线放置空间。

3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述预制嵌入盒（2）内固定配置有至少两组外腔安装柱（6），所述外腔安装柱（6）上开设有螺纹盲孔（7）；所述主体盒（8）的一侧配置有柱体安装槽（13），所述主体盒（8）内设有与柱体安装槽（13）相贯通的固定安装管（14）。

4.根据权利要求1所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述传感固定盒（15）的一侧设置有衔接固定板（16），所述衔接固定板（16）固定安装在主体盒（8）的一侧，所述插接引脚（17）与传感固定盒（15）中的振动传感器（19）电连接，所述传感固定盒（15）一侧的插接引脚（17）穿过衔接固定板（16）与引脚插槽（12）连接。

5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述主体盒（8）上侧板开设有导线孔（9），所述预制线路管（21）中的电线路穿过主体盒（8）的导线孔（9）接入主体盒（8），所述主体盒（8）的外侧配置有与电线路连接的插孔面板（10），所述插孔面板（10）与PCB板（11）之间连接有电导线路和信号线路。

6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述插孔面板（10）上配置有交流电插孔和网络插孔，所述PCB板（11）配置有信号传输模块，所述PCB板（11）的信号传输模块通过信号线路与网络插接孔连接。

7.根据权利要求5所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述PCB板（11）配置有降压模块、整流模块，所述PCB板（11）并联接入220V交流电路。

8.根据权利要求1所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，其特征在于：所述PCB板（11）配置有模数转换模块和GSM通信模块，所述模数转换模块输入端连接引脚插槽，所述模数转换模块输出端连接传感信息模块，所述GSM通信模块连接PCB板（11）的传感信息模块。

9.一种装配式建筑体预制监测的传感监控系统，其特征在于：采用权利要求1至8中任一项所述的一种装配式建筑体预制传感监测结构，包括以下步骤：㈠装配式墙体（1）内的振动传感器（19）实时传感监测当前墙体的震动状况，PCB板（11）将获取到的实时震动信息传输至远程的传感监控系统；㈡传感监控系统获取传输来信息的装配式墙体（1）的体积V，同时获取当前装配式墙体（1）的本体震动缓冲系数λ，其中0<λ<1；㈢传感监控系统内预设当前装配式墙体（1）的最大承载震动强度参考值，设为

；㈣传感监控系统获取到振动传感器（19）传输来的震动强度信息为

，则：当

，则传感监控系统判定当前装配式墙体（1）震动强度未超标；当

，则传感监控系统输出超标震动超标警告信息，并向技术管理人员的终端设备发送提示信息。

10.根据权利要求9所述的一种装配式建筑体预制监测的传感监控系统，其特征在于：传感监控系统配置预存储模块，根据实际材料在系统中预存储对应的本体震动缓冲系数，并在安装装配式建筑时，向传感监控系统中上传装配式建筑墙体的体积参数。