CN115452224A - 一种全自动伸缩传感器布置装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全自动伸缩传感器布置装置及方法，包括圆筒状固定外壳，所述圆筒状固定外壳一端开口处连接有挡板，所述挡板内表面、深入圆筒状固定外壳内设置有可伸缩杆，所述可伸缩杆上设置有压力传感器；挡板外沿设置有控制所述可伸缩杆改变长度的控制器；圆筒状固定外壳能够沿轴线方向放入钻孔内，控制器控制所述可伸缩杆的长度，将放置于圆筒状固定外壳内、可伸缩杆顶部的传感器顶入钻孔深部，所述控制器被配置为当所述压力传感器的检测值达到设定值时，停止动作。本发明可用于隧道建设等地下工程施工过程中，快速布置传感器，采集围岩中的地质力学信息，研究施工过程中力学、塌方和围岩变形规律，有利于实际工程的安全施工和灾害预警。
Description
技术领域
本发明属于传感器安装布置及回收技术领域，涉及一种全自动伸缩传感器布置装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
隧道、矿井及各类地下工程建设量大，地质条件复杂，会使得地下工程施工建设过程中对于围岩中的各项数据监测任务繁重。传统的传感器布置方式存在明显的缺点，在布置传感器进行监测时，使用粘结力极强的粘合剂将传感器信号接收端与待测区域围岩粘结在一起进行监测，这样虽然能保证监测工作的顺利进行，但是存在的问题也很突出，即在监测完成后不易取下传感器且容易损坏传感器。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种全自动伸缩传感器布置装置及方法，本发明可用于隧道建设等地下工程施工过程中，快速布置传感器，采集围岩中的地质力学信息，研究施工过程中力学、塌方和围岩变形规律，有利于实际工程的安全施工和灾害预警。
根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
一种全自动伸缩传感器布置装置，包括圆筒状固定外壳，所述圆筒状固定外壳一端开口处连接有挡板，所述挡板内表面、深入圆筒状固定外壳内设置有可伸缩杆，所述可伸缩杆上设置有压力传感器；
所述挡板外沿设置有控制所述可伸缩杆改变长度的控制器；
圆筒状固定外壳能够沿轴线方向放入钻孔内，所述控制器被配置为控制所述可伸缩杆的长度，将放置于圆筒状固定外壳内、可伸缩杆顶部的传感器顶入钻孔深部，所述控制器被配置为当所述压力传感器的检测值达到设定值时，停止动作。
作为可选择的实施方式，所述挡板相较于所述圆筒状固定外壳的直径，具有一附加长度，能够卡在钻孔周围的隧道内壁上。
作为可选择的实施方式，所述挡板上设置有一通孔，用于容纳传感器的连接线。
作为可选择的实施方式，所述挡板周边设置有若干螺栓孔，以连接固定螺栓。
作为可选择的实施方式，所述挡板为金属挡板。
作为可选择的实施方式，所述圆筒状固定外壳的直径小于钻孔直径。
上述装置的工作方法，包括以下步骤：
1.在围岩待测区域内按照传感器的监测要求打一定深度的钻孔，同时在钻孔周围按照挡板螺栓孔的位置对应布设螺栓孔；
2.将圆筒状固定外壳沿钻孔轴线方向推进，并使开口处进入底部；
3.将传感器沿着圆筒状固定外壳的轴线方向放置，将传感器数据传输线通过通孔放置到固定装置外；
4.设置压力传感器的压力阈值，控制可伸缩杆的动作，使可伸缩杆向前推进将传感器的信号接收端与围岩壁接内壁接触，直到达到设定的压力阈值时，停止动作；
5.将挡板固定在围岩上，进行监测工作。
作为进一步的限定，在传感器监测结束后，启动控制器使可伸缩杆缩回，使得传感器与围岩壁脱离，将挡板的螺栓取下，取下挡板，将圆筒状固定外壳及传感器取出。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明按照实际工程中隧道监测要求，通过在隧道内壁上打设钻孔和螺栓孔，固定外部金属挡板，启动控制器控制可伸缩杆将传感器沿着圆筒状固定外壳轴线方向推进，使得传感器信号接收端和围岩内壁紧密接触，从而保证传感器监测工作能够顺利进行；监测完毕后，启动控制器控制可伸缩杆退回，使得传感器与围岩内壁脱离，取下金属挡板，将圆筒状固定外壳及传感器取出。
本发明解决了围岩监测中传感器安装及安全回收的问题。利用可伸缩杆给传感器的推力将传感器信号接收端固定在围岩壁上并安全取出的方法，与前人研究相比，与工程实践更接近，所得出的监测结果更加准确，传感器的安装和回收更加便利。
本发明操作简单，布置方便，只需要预先设置好压力阈值，在围岩待监测区域打好所需钻孔；能保证传感器信号接收端与围岩紧密接触，监测过程中不会脱离；可伸缩杆的自动化伸缩，使得传感器能适应不同深度的钻孔，完成监测任务。
本发明借助于可伸缩杆给传感器的推力，使得传感器能与围岩紧密接触，保证了监测过程数据的真实性；传感器与围岩之间不使用粘合剂，使得传感器的回收更加方便，不会影响传感器的再次使用。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明结构正视图；
其中1.传感器数据传输线；2.螺栓；3.外部金属挡板；4.围岩；5.圆筒状固定外壳；6.传感器；7.可伸缩杆；8.微型压力传感器；9.控制器；10.通孔。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，一种全自动伸缩传感器布置装置，包括圆筒状固定外壳5，圆筒状固定外壳5内用于放置传感器6，将传感器6的接收信号端平行圆筒状固定外壳5的轴线方向放置，圆筒状固定外壳5外部有金属挡板3，金属挡板3上留有通孔10和螺栓孔2并安装有控制器9和可伸缩杆7。
如图2所示，圆筒状固定外壳5的直径小于金属挡板3的宽度和长度。或，金属挡板3可以遮挡圆筒状固定外壳5。
可伸缩杆的结构，以及控制器如何控制，均为现有技术，在此不再赘述。
待传感器6放置好以后，将传感器数据传输线1通过通孔10放置到圆筒状固定外壳5外，放置金属挡板3，金属挡板3上安装的控制器9能够控制可伸缩杆7向前推进使得传感器6的信号接收端与围岩壁接触，可伸缩杆7上安装有微型压力传感器8，微型压力传感器8与控制器9相连，微型压力传感器8预先设置压力阈值，当可伸缩杆7将传感器6推进至与围岩内壁接触后，继续推进传感器6使其与围岩5相互作用产生压力，当微型压力传感器8的压力值达到设定值时可伸缩杆7不再向前推进且固定在该位置，此时能够保证传感器6接受信号端和围岩5紧密接触。
金属挡板3上、下位置处布置有两个螺栓孔2，用于将金属挡板3固定在隧道内壁上。
通孔10并不限于圆形，只要是个开口即可。
一种全自动伸缩传感器布置装置的使用方法，包括以下步骤：
A.在围岩待测区域内按照传感器6的监测要求打一定深度的钻孔，同时在圆孔中心上下处按照金属挡板3的两个螺栓孔2的位置布设两个螺栓孔2；
B.将圆筒状固定外壳5沿钻孔轴线方向推进，并进入底部。所述圆筒状固定外壳5的轴线方向长度应于钻孔长度一致，而直径小于钻孔直径；
C.将传感器6沿着圆筒状固定外壳5的轴线方向放置，将传感器数据传输线1通过通孔10放置到固定装置外；
D.设置微型压力传感器8的压力阈值，并开启外部金属挡板3上的控制器9，使控制器9控制可伸缩杆7的伸缩；
E.开启控制器9使得可伸缩杆7向前推进将传感器6的信号接收端与围岩壁接内壁接触，可伸缩杆7继续推进，此时微型压力传感器8的压力数值不断上升，当达到设定的压力阈值时，控制器9控制可伸缩杆7停止推进并固定在该位置，保证传感器6的信号接收端与围岩壁紧密接触，将外部金属挡板3固定在围岩上，准备进行监测工作；
F.在传感器6监测结束后，启动控制器9使得控制器9控制可伸缩杆7缩回，使得传感器6与围岩壁脱离，将金属挡板3的两个螺栓取下，取下外部挡板3，将圆筒状固定外壳5及传感器6取出即可。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，包括圆筒状固定外壳，所述圆筒状固定外壳一端开口处连接有挡板，所述挡板内表面、深入圆筒状固定外壳内设置有可伸缩杆，所述可伸缩杆上设置有压力传感器；
所述挡板外沿设置有控制所述可伸缩杆改变长度的控制器；
圆筒状固定外壳能够沿轴线方向放入钻孔内，所述控制器被配置为控制所述可伸缩杆的长度，将放置于圆筒状固定外壳内、可伸缩杆顶部的传感器顶入钻孔深部，所述控制器被配置为当所述压力传感器的检测值达到设定值时，停止动作。
2.如权利要求1所述的一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，所述挡板相较于所述圆筒状固定外壳的直径，具有一附加长度，能够卡在钻孔周围的隧道内壁上。
3.如权利要求1所述的一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，所述挡板上设置有一通孔，用于容纳传感器的连接线。
4.如权利要求1所述的一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，所述挡板周边设置有若干螺栓孔，以连接固定螺栓。
5.如权利要求1所述的一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，所述挡板为金属挡板。
6.如权利要求1所述的一种全自动伸缩传感器布置装置，其特征是，所述圆筒状固定外壳的直径小于钻孔直径。
7.如权利要求1-6中任一项所述的装置的工作方法，其特征是，包括以下步骤：
1.在围岩待测区域内按照传感器的监测要求打一定深度的钻孔，同时在钻孔周围按照挡板螺栓孔的位置对应布设螺栓孔；
2.将圆筒状固定外壳沿钻孔轴线方向推进，并使开口处进入底部；
3.将传感器沿着圆筒状固定外壳的轴线方向放置，将传感器数据传输线通过通孔放置到固定装置外；
4.设置压力传感器的压力阈值，控制可伸缩杆的动作，使可伸缩杆向前推进将传感器的信号接收端与围岩壁接内壁接触，直到达到设定的压力阈值时，停止动作；
5.将挡板固定在围岩上，进行监测工作。
8.如权利要求7所述的工作方法，其特征是，在传感器监测结束后，启动控制器使可伸缩杆缩回，使得传感器与围岩壁脱离，将挡板的螺栓取下，取下挡板，将圆筒状固定外壳及传感器取出。
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