CN114324060A - 钻孔灌注桩泥浆比重计 - Google Patents

Abstract

公开一种方便在夜间对泥浆的比重进行检测的钻孔灌注桩泥浆比重计，包括：纵长延伸的壳体；可转动地设置于所述壳体下端的下钻机构；设置于所述壳体内的测量机构；所述测量机构包括：用于测量泥浆密度的密度传感器，用于对应不同的泥浆比重呈现不同状态的状态指示组件，与所述密度传感器、状态指示组件相电性连接的控制器；其中，所述控制器根据所述密度传感器所测量的泥浆密度信号控制所述状态指示组件呈现不同的指示状态。

Description

钻孔灌注桩泥浆比重计

技术领域

本发明涉及泥浆检测技术领域，具体涉及钻孔灌注桩泥浆比重计，尤其涉及一种便于夜用的钻孔灌注桩泥浆比重计。

背景技术

在各类工程施工的过程中经常需要对灌浆进行检测，以确保灌浆质量达到标准要求，其比重值规范要求为1.03-1.10，泥浆比重检测是保证施工质量可靠的有效检测方法，因此在工程施工领域应用十分广泛，所述泥浆比重是指单位体积内泥浆的重量，传统的泥浆比重检测大多数采用泥浆比重计来完成。

申请人在申请本发明时，经过检索，发现中国专利公开了电子式泥浆比重计，其申请号为“202021480049.9”，该专利包括密度传感器以及功能主板，所述密度传感器与所述功能主板信号连接；还包括卷线器主体，所述卷线器主体包括一根用于连接所述密度传感器的连接线缆以及一个用于缠绕收纳所述连接线缆的卷线器内筒，所述功能主板固定设置于所述卷线器内筒内部。

但是，该电子式泥浆比重计可移动性较差，在泥浆比重较大时也难以进入泥浆，导致检测进展困难。在夜间使用时需要借助额外光照设备进行读取示数，可见，在夜间对泥浆的比重进行检测时使用不方便。

再者，上述专利的该电子式泥浆比重计依托于密度传感器其测量结果不够精确，难以剔除无效数据或者误差较大的数据。另外，上述专利的该电子式泥浆比重计需要人工清洗，操作费时费力。

发明内容

本发明的一个目的是为了解决现有技术中存在的至少一个缺点，进而提出一种新型钻孔灌注桩泥浆比重计。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钻孔灌注桩泥浆比重计，包括：

纵长延伸的壳体；

可转动地设置于所述壳体下端的下钻机构；

设置于所述壳体内的测量机构；所述测量机构包括：用于测量泥浆密度的密度传感器，用于对应不同的泥浆比重呈现不同状态的状态指示组件，与所述密度传感器、状态指示组件相电性连接的控制器；其中，所述控制器根据所述密度传感器所测量的泥浆密度信号控制所述状态指示组件呈现不同的指示状态。

作为优选的方案，所述状态指示组件包括状态指示灯，所述状态指示灯具有至少三种指示状态，在任意两个不同的指示状态中，所述状态指示灯发出的光的波长相差至少50nm，或者，发光的所述状态指示灯的数量不同，或者，发光的所述状态指示灯的位置不同。

作为优选的方案，所述控制器具有存储有泥浆比重范围与状态指示灯的指示状态的对应关系的存储器；所述对应关系包括：对应泥浆比重范围为1.03-1.035的第一亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.035-1.045的第二亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.045-1.055的第三亮灯指示状态, 对应泥浆比重范围为1.055-1.065的第四亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.065-1.075的第五亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.075-1.085的第六亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.085-1.095的第七亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.095-1.10的第八亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.10以上的第九亮灯指示状态，在泥浆比重小于1.03时不发光指示状态，其中，不同亮灯指示状态所呈现的颜色不同。

作为优选的方案，该钻孔灌注桩泥浆比重计还包括设置于所述壳体上端的端盖；所述密度传感器安装于所述壳体内的下端，所述控制器和所述状态指示组件安装于所述密度传感器的上方；所述壳体在所述状态指示组件的上方还设有容纳电源的容纳腔体；所述电源与所述测量机构电连接。

作为优选的方案，所述端盖具有接受施力以被旋转的施力部，所述端盖通过螺纹连接于壳体的上端；所述端盖和所述壳体之间还设有密封圈；所述施力部还连接一沉降杆。

作为优选的方案，所述密度传感器为差压式密度计，所述壳体上设有传导膜片，所述传导膜片和所述差压式密度计之间设有导压管。

作为优选的方案，所述密度传感器包括多个处于第一高度位置的第一压力传感器和多个处于第二高度位置的第二压力传感器，所述密度传感器根据多个第一压力传感器所检测压强的平均值和多个第二压力传感器所检测压强的平均值得到泥浆密度；所述控制器还具有用于将泥浆密度转换为泥浆比重的计算模块。

作为优选的方案，所述壳体的部分侧壁具有观察窗口；所述观察窗口设置有透明保护板；所述状态指示组件安装于所述壳体内对应所述观察窗口的位置。

作为优选的方案，所述下钻机构包括锥形钻头、设置于所述锥形钻头侧壁的旋翼；所述旋翼包括多个沿周向排布固定于所述锥形钻头侧壁的螺旋导板；所述锥形钻头的顶部与所述壳体的下端可转动连接。

作为优选的方案，所述壳体的下端具有容纳槽、以及设置于所述容纳槽下端槽口的支撑环板；所述锥形钻头的上端具有伸入所述容纳槽的凸起端；所述凸起端具有位于支撑环板上方的环形搭板；所述环形搭板和所述支撑环板设置有相面对的滚动槽，所述环形搭板和所述支撑环板之间还设有容纳于滚动槽中的多个滚珠；所述支撑环板的径向内侧壁设有容纳密封圈的容纳槽，该密封圈与所述凸起端的外壁相密封贴合。

本发明具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该钻孔灌注桩泥浆比重计，通过给密度传感器配备控制器和状态指示组件，可以根据针对不同范围内的比重值呈现不同的状态，便于夜间使用。具体的，状态指示组件包括灯带，并且灯带上有九种色彩区域，可以根据针对不同范围内的比重值发出不同颜色的灯光，便于夜间使用。

2、与现有技术相比，该钻孔灌注桩泥浆比重计，通过在壳体底部设置下钻机构，下钻机构的钻头通过转动连接在壳体的底部，下压比重计，泥浆推动旋翼带动钻头转动，方便比重计钻入泥浆中。

3、与现有技术相比，该钻孔灌注桩泥浆比重计，通过在壳体外侧设置清理机构，手持第一安装环使清理机构从壳体的上端向下端滑动，铲泥环将壳体外表面的泥浆刮去，壳体的清理更加方便。

4、与现有技术相比，该钻孔灌注桩泥浆比重计，通过端盖底端设置橡胶圈，橡胶圈嵌入凹槽内，增加了容纳腔体的密封性，提高了比重计的防水效果。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的钻孔灌注桩泥浆比重计的立体图；

图2为图1的主视剖视图；

图3为图1的容纳腔体示意图；

图4是图2的壳体与钻头连接示意图。

图例说明：

1、壳体；2、端盖；3、旋钮；4、下钻机构；5、测量机构；6、清理机构；7、控制器；8、密度传感器；9、钻头；10、旋翼；11、凸起端；12、容纳槽；13、保护板；14、状态指示灯；15、电源；16、容纳腔体；17、第一安装环；18、第二安装环；19、铲泥环；20、橡胶圈；21、凹槽。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-图4，本公开一个实施例提供一种钻孔灌注桩泥浆比重计，包括：纵长延伸的壳体1；可转动地设置于所述壳体1下端的下钻机构4；设置于所述壳体1内的测量机构5。

所述测量机构5包括：用于测量泥浆密度的密度传感器8，用于对应不同的泥浆比重呈现不同状态的状态指示组件，与所述密度传感器8、状态指示组件相电性连接的控制器7；其中，所述控制器7根据所述密度传感器8所测量的泥浆密度信号控制所述状态指示组件呈现不同的指示状态。

该钻孔灌注桩泥浆比重计还包括设置于所述壳体1上端的端盖2。壳体1为圆筒状结构。所述控制器7和所述状态指示组件安装于所述密度传感器8的上方。

所述端盖2具有接受施力以被旋转的施力部3，所述端盖2通过螺纹连接于壳体1的上端；所述端盖2和所述壳体1之间还设有密封圈20。所述施力部3还连接一沉降杆。施力部3可以为一旋钮或者一螺杆。沉降杆与螺杆螺纹连接，进行可拆卸设计。操作人员通过握持沉降杆将比重计沉降浸入泥浆池的不同位置或不同深度，进行不同位置或深度的泥浆比重监测。一个实施例中，旋钮3内部设置有通孔，通孔内可以连接绳索。

壳体1的顶端设置有端盖2，壳体1的顶部（上端面）设置有凹槽21。端盖2的底部固定连接有橡胶圈20，且橡胶圈20设置在凹槽21的内部。其中，橡胶圈20略大于凹槽21，可以使橡胶圈20完全填满凹槽21，端盖2的顶部固定连接有旋钮3，旋钮3的外表面设置有若干凹凸结构，用以增加摩擦系数。

在本实施例中，壳体1的底部设置有下钻机构4，壳体1的内部设置有测量机构5，壳体1的外表面设置有清理机构6。清理机构6能被操作地沿壳体1的外表面沿壳体长度方向滑动。壳体1的顶部的内部设置有容纳腔体16，且端盖2与容纳腔体16螺纹连接。端盖2具有伸入部，伸入部具有外螺纹并与容纳腔体16上端的内螺纹相连接。

所述壳体1在所述状态指示组件的上方还设有容纳电源15的容纳腔体。所述电源15与所述测量机构5电连接。容纳腔体16的内部设置有电源15，且电源15与测量机构5电性连接。电源15是干电池、纽扣电池、蓄电池中的一种。壳体1的内部还可以设置有配重块，这样方便对深孔内的泥浆进行比重测定。

所述下钻机构4包括锥形钻头9、设置于所述锥形钻头9侧壁的旋翼10。钻头9可以为空心结构，避免重量过大，难以被操作人员携带。钻头9的外表面固定连接有旋翼10，旋翼10为螺旋状，所述旋翼10包括多个沿周向排布固定于所述锥形钻头9侧壁的螺旋导板。所述锥形钻头9的顶部与所述壳体1的下端可转动连接。

如图4所示，所述壳体1的下端具有容纳槽12、以及设置于所述容纳槽12下端槽口的支撑环板121。壳体1在容纳腔体的下方还设有主腔体。容纳槽12和主腔体之间具有间隔壁105。所述锥形钻头9的上端具有伸入所述容纳槽12的凸起端11。所述凸起端11具有位于支撑环板121上方的环形搭板115；所述环形搭板115和所述支撑环板121设置有相面对的滚动槽，滚动槽为弧面结构。为方便锥形钻头转动，便于下钻进入泥浆，所述环形搭板115和所述支撑环板121之间还设有容纳于滚动中的多个滚珠125。所述支撑环板121的径向内侧壁设有容纳密封圈116的容纳槽12。该密封圈116与所述凸起端11的外壁相密封贴合。下压比重计时，泥浆的反作用力推动旋翼10时钻头9转动，便于比重计进入泥浆中。

在一个可行的实施例中，容纳槽12内可容置有轴承，轴承的外圈固定连接容纳槽12的内壁，凸起端11套设于轴承的内圈内，并与内圈固定连接，以此实现锥形钻头9的顶部与所述壳体1的下端可转动连接。

所述状态指示组件包括状态指示灯14，所述状态指示灯14具有至少三种指示状态，在任意两个不同的指示状态中，所述状态指示灯14发出的光的波长相差至少50nm，或者，发光的所述状态指示灯14的数量不同，或者，发光的所述状态指示灯14的位置不同。

进一步地，所述控制器7具有存储有泥浆比重范围与状态指示灯14的指示状态的对应关系的存储器。所述对应关系包括：对应泥浆比重范围为1.03-1.035的第一亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.035-1.045的第二亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.045-1.055的第三亮灯指示状态, 对应泥浆比重范围为1.055-1.065的第四亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.065-1.075的第五亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.075-1.085的第六亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.085-1.095的第七亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.095-1.10的第八亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.10以上的第九亮灯指示状态，在泥浆比重小于1.03时不发光指示状态。

其中，不同亮灯指示状态所呈现的颜色不同。具体的，第一亮灯指示状态、第二亮灯指示状态、第三亮灯指示状态、第四亮灯指示状态、第五亮灯指示状态、第六亮灯指示状态、第七亮灯指示状态、第八亮灯指示状态、第九亮灯指示状态分别与红橙黄绿青蓝紫棕白相一一对应。同样的，状态指示灯14

在本实施例中，所述密度传感器8为差压式密度计，所述壳体1上设有传导膜片，所述传导膜片和所述差压式密度计之间设有导压管。

在一个实施例中，所述密度传感器8包括多个处于第一高度位置的第一压力传感器和多个处于第二高度位置的第二压力传感器。所述密度传感器8根据多个第一压力传感器所检测压强的平均值（第一平均值）和多个第二压力传感器所检测压强的平均值（第二平均值）得到泥浆密度。所述控制器7还具有用于将泥浆密度转换为泥浆比重的计算模块。控制器计算计算模块和第二平均值的压差，根据该压差利用压强公式P=ρgh得到泥浆密度。计算模块将所得到的泥浆密度与水的密度比值作为泥浆比重或者将所得到的泥浆密度除以1000得到泥浆比重。进一步地，第一、第二压力传感器均大于三个，并沿周向均匀布置于壳体的内壁上。压力传感器为微电容压力传感器。压力传感器的感压膜片直接布置于壳体上，感受外部压强（压力），无需使用导压管而影响检测精度。

控制器还能够确定多个第一压力传感器中的合理数据和非合理数据，具体的，控制器将与其他任一第一压力传感器所检测的压强相比差值大于预定阈值范围的第一压力传感器所检测的压强确定为非合理数据，控制器将与其他任一第一压力传感器所检测的压强相比差值位于预定阈值范围的第一压力传感器所检测的压强确定为合理数据。控制器根据合理数据以及合理数据所对应第一压力传感器的数量确定第一压力传感器所在位置处的压强的平均值。

与此类似，控制器通过确定多个第二压力传感器中的合理数据和非合理数据，根据合理数据以及合理数据所对应第二压力传感器的数量确定第二压力传感器所在位置处的压强的平均值。

在本实施例中，测量机构5包括密度传感器8、控制器7和状态指示灯14。控制器7为单片机。所述密度传感器8安装于所述壳体1内的下端。密度传感器8靠近壳体1的底端，便于第一时间接触泥浆。控制器7与密度传感器8和状态指示灯14电性连接，状态指示灯14为灯带，灯带的长度方向与壳体1长度方向相平行。灯带上设置有九种色彩区域，九种色彩区域从下至上依次为红橙黄绿青蓝紫棕白，分别对应泥浆1.03-1.035，1.035-1.045，1.045-1.055,1.055-1.065，1.065-1.075，1.075-1.085，1.085-1.095，1.095-1.10和1.10以上的比重，泥浆比重小于1.03则状态指示灯14不发光。当电源15电量即将耗尽时，状态指示灯14由下至上循环闪光。

所述壳体的部分侧壁具有观察窗口。所述观察窗口设置有透明保护板13。所述状态指示组件安装于所述壳体内对应所述观察窗口的位置。具体的，壳体1的侧壁上设置有保护板13，且保护板13设置在状态指示灯14的外侧，保护板13为透明材质。透明保护板13的长度在壳体1长度的1/3以上。透明保护板成圆筒状，进而在状态指示组件发光时呈现亮灯效果，且具有足够的发光面供操作人员识别。

清理机构6包括第一安装环17，第一安装环17的内部固定连接有第二安装环18，第二安装环18的材质为橡胶，可以避免刮伤壳体1，第二安装环18的底部固定连接有铲泥环19，铲泥环19为耐磨塑料，延长使用寿命。

工作原理：电源15放入容纳腔体16内，手持旋钮3将端盖2旋入容纳腔体16内，此时橡胶圈20嵌入凹槽21内，使容纳腔体16密封，电源15为密度传感器8、控制器7和状态指示灯14提供电能，夜间测试泥浆比重时，手持壳体1将壳体1插入泥浆中，泥浆对旋翼10施加反作用力使得钻头9转动，便于比重计进入泥浆中。将密度传感器8没入泥浆中，透明保护板13位于液面上方。测定泥浆的比重，密度传感器8将测定的泥浆比重传递给控制器7，控制器7根据数值将信号传递给状态指示灯14，状态指示灯14根据信号发光，使用者根据状态指示灯14发出光的色彩判定泥浆比重，当电源15电能即将耗尽时，状态指示灯14由下至上循环发光，泥浆比重测定完成后，将壳体1抽出泥浆，手持第一安装环17向壳体1下端移动弄，铲泥环19将壳体1外表面的泥浆刮去，保持比重计外表干净。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，包括：

纵长延伸的壳体；

可转动地设置于所述壳体下端的下钻机构；

设置于所述壳体内的测量机构；所述测量机构包括：用于测量泥浆密度的密度传感器，用于对应不同的泥浆比重呈现不同状态的状态指示组件，与所述密度传感器、状态指示组件相电性连接的控制器；其中，所述控制器根据所述密度传感器所测量的泥浆密度信号控制所述状态指示组件呈现不同的指示状态。

2.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述状态指示组件包括状态指示灯，所述状态指示灯具有至少三种指示状态，在任意两个不同的指示状态中，所述状态指示灯发出的光的波长相差至少50nm，或者，发光的所述状态指示灯的数量不同，或者，发光的所述状态指示灯的位置不同。

3.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述控制器具有存储有泥浆比重范围与状态指示灯的指示状态的对应关系的存储器；所述对应关系包括：对应泥浆比重范围为1.03-1.035的第一亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.035-1.045的第二亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.045-1.055的第三亮灯指示状态, 对应泥浆比重范围为1.055-1.065的第四亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.065-1.075的第五亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.075-1.085的第六亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.085-1.095的第七亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.095-1.10的第八亮灯指示状态，对应泥浆比重范围为1.10以上的第九亮灯指示状态，在泥浆比重小于1.03时不发光指示状态，其中，不同亮灯指示状态所呈现的颜色不同。

4.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，还包括设置于所述壳体上端的端盖；所述密度传感器安装于所述壳体内的下端，所述控制器和所述状态指示组件安装于所述密度传感器的上方；所述壳体在所述状态指示组件的上方还设有容纳电源的容纳腔体；所述电源与所述测量机构电连接。

5.如权利要求4所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述端盖具有接受施力以被旋转的施力部，所述端盖通过螺纹连接于壳体的上端；所述端盖和所述壳体之间还设有密封圈；所述施力部还连接一沉降杆。

6.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述密度传感器为差压式密度计，所述壳体上设有传导膜片，所述传导膜片和所述差压式密度计之间设有导压管。

7.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述密度传感器包括多个处于第一高度位置的第一压力传感器和多个处于第二高度位置的第二压力传感器，所述密度传感器根据多个第一压力传感器所检测压强的平均值和多个第二压力传感器所检测压强的平均值得到泥浆密度；所述控制器还具有用于将泥浆密度转换为泥浆比重的计算模块。

8.如权利要求5所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述壳体的部分侧壁具有观察窗口；所述观察窗口设置有透明保护板；所述状态指示组件安装于所述壳体内对应所述观察窗口的位置。

9.如权利要求1所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述下钻机构包括锥形钻头、设置于所述锥形钻头侧壁的旋翼；所述旋翼包括多个沿周向排布固定于所述锥形钻头侧壁的螺旋导板；所述锥形钻头的顶部与所述壳体的下端可转动连接。

10.如权利要求9所述的钻孔灌注桩泥浆比重计，其特征在于，所述壳体的下端具有容纳槽、以及设置于所述容纳槽下端槽口的支撑环板；所述锥形钻头的上端具有伸入所述容纳槽的凸起端；所述凸起端具有位于支撑环板上方的环形搭板；所述环形搭板和所述支撑环板设置有相面对的滚动槽，所述环形搭板和所述支撑环板之间还设有容纳于滚动槽中的多个滚珠；所述支撑环板的径向内侧壁设有容纳密封圈的容纳槽，该密封圈与所述凸起端的外壁相密封贴合。

Images