CN115478538A - 一种混凝土灌注面感应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混凝土灌注面感应器，包括：井上设备；井下吊舱，所述井下吊舱和所述井上设备之间通过缆绳相连，所述井下吊舱上还形成有上下贯通的贯流孔道以及，在所述贯流孔道相对两侧相对分布的发光部件和感光部件，所述发光部件和所述感光部件位于所述井下吊舱的封闭空间内并且，至少在两者的相对侧配置为透明的用以供所述发光部件的光线射出和，所述感光部件接收所述射出的光线。在井下吊舱上形成供井下流体流过的贯流孔道，以通过对该贯流孔道内流体柱的透光性检测，而利用连通器原理，所述流体住所处位置是与周边同层流体的透光性一致的，因此在测得流体柱不透明时，也就是到达了混凝土和浮浆的分界面，实现了对混凝土灌注面的检测。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔灌注桩施工控制技术领域，特别是涉及一种混凝土灌注面感应器。
背景技术
钻孔灌注桩基础目前已形成了一套比较成熟的施工技术。但是由于钻孔灌注桩的施工受多种因素影响，处理不好就容易引起断桩，因此编制断桩处理预案是十分必要。断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。
在钻孔灌注桩施工的控制过程中，较难解决的问题是如何准确的识别混凝土和浮浆的分界面，从而确定混凝土的实际高度，传统的施工方法是人工通过测绳将重物放置于灌注桩的设计标高位置或者竹竿触探，依靠工作人员的手感或经验来判断重物是否对人手有拉力或者是否有混凝土对竹竿施加推力来识别混凝土和浮浆的分界。而人工的方法对人员操作经验要求较高，并且会因人而异，导致施工质量不稳定，施工进度慢的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的混凝土灌注面感应器，能够解决人工检测精度差的问题。
具体地，本发明提供了一种混凝土灌注面感应器，其技术方案如下：
一种混凝土灌注面感应器，包括：
井上设备，所述井上设备配置成部署在钻孔的井口周边；
井下吊舱，所述井下吊舱和所述井上设备之间通过缆绳相连，所述缆绳配置成在所述井下吊舱和所述井上设备之间传递通讯数据、电力和牵引力，所述井下吊舱上还形成有上下贯通的贯流孔道以及，在所述贯流孔道相对两侧相对分布的发光部件和感光部件，所述发光部件和所述感光部件位于所述井下吊舱的封闭空间内并且，至少在两者的相对侧配置为透明的用以供所述发光部件的光线射出和，所述感光部件接收所述射出的光线。
优选地，所述井下吊舱包括：
外壳，所述外壳固定连接在所述缆绳的下端，所述外壳的上下两端相对开设有贯通开口；
玻璃井筒，所述玻璃井筒上下延伸并吻合相接在所述贯通开口上，以与所述外壳围成密闭的环腔，所述发光部件和所述感光部件位于所述环腔内，所述玻璃井筒的筒腔为所述贯流孔道。
优选地，所述外壳为柱状，所述外壳的下端面为向上凹陷的内凹球面。
优选地，所述外壳的上端面为向上凸起的外凸球面。
优选地，所述内凹球面和所述外凸球面的球心重合于所述玻璃井筒的中轴线。
优选地，所述发光部件和所述感光部件在所述玻璃井筒径向相对的成对分布并且，所述发光部件和所述感光部件有两对以上并在所述玻璃井筒的轴向间隔排布。
优选地，各对所述发光部件和所述感光部件连接在同一控制部件上，所述控制部件还连接有用以控制所述缆绳收放的卷绕机构，并且所述控制部件的控制方法包括：
获取各所述感光部件在所述井下吊舱下落过程中测得的连续的光照数据；
比对同一所述光照数据在不同所述感光部件出现的时刻数据；
依据各所述感光部件之间的间隔距离以及所述时刻数据，得到所述井下吊舱在所述钻孔内位置。
优选地，所述贯流孔道内设有位于所述发光部件和所述感光部件上方的缩颈喉部。
优选地，所述缩颈喉部设置有控制流体自下而上单向流动的单向机构。
优选地，所述缩颈喉部连接有用以控制喉腔开度的张合机构。
本发明的有益效果是：
在井下吊舱上形成供井下流体流过的贯流孔道，以通过对该贯流孔道内流体柱的透光性检测，而利用连通器原理，所述流体住所处位置是与周边同层流体的透光性一致的，因此在测得流体柱不透明时，也就是到达了混凝土和浮浆的分界面，实现了对混凝土灌注面的检测。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的混凝土灌注面感应器的示意性结构图；
图2是根据本发明一个实施例的检测组件的俯视方向示意性结构图；
图3是根据本发明一个实施例的检测组件的主视方向示意性结构图；
图4是根据本发明第二实施例的透光部件的示意性结构图；
图5是根据本发明第三实施例的透光部件的示意性结构图；
图6是根据本发明第三实施例的透光部件的张合结构的展开性结构图。
具体实施方式
除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明的第一实施例中混凝土灌注面感应器包括井上设备100、缆绳200和井下吊舱300，其中井上设备100配置成部署在钻孔的井口周边；所述井下吊舱300和所述井上设备100之间通过缆绳200相连，所述缆绳200配置成在所述井下吊舱300和所述井上设备100之间传递通讯数据、电力和牵引力，所述井下吊舱300上还形成有上下贯通的贯流孔道310以及，在所述贯流孔道310相对两侧相对分布的发光部件320和感光部件330，所述发光部件320和所述感光部件330位于所述井下吊舱300的封闭空间内并且，至少在两者的相对侧配置为透明的用以供所述发光部件320的光线射出和，所述感光部件330接收所述射出的光线。
在使用时，随着井下吊舱300上设置的配重带动，井下吊舱300会在钻孔内自上而下的缓慢下落，在此过程中，从所述贯流孔道310内流过的流体会与同层的流体有同等的透光度，也就是从贯流孔道310内测得的感光度也就是同层流体的感光度，这样就可以利用贯流孔道310对流体的疏流的同时，对流体进行透光检测，依次即便于井下吊舱300的向下通行，又快速检测流体的透光性，以更加快速的检测到混凝土灌注面。也就是在井下吊舱300上形成供井下流体流过的贯流孔道310，以通过对该贯流孔道310内流体柱的透光性检测，而利用连通器原理，所述流体住所处位置是与周边同层流体的透光性一致的，因此在测得流体柱不透明时，也就是到达了混凝土和浮浆的分界面，实现了对混凝土灌注面的检测。
在本发明一些实施例中，井上设备100包括支护在钻孔的井口上的支架110，以使得缆绳200垂落的位置刚好位于钻孔的轴线上；井上设备100还包括连接在缆绳200的控制箱120，控制箱120固定在钻孔的井口附近的地面上，其可以锚固在地面基础上，也可以采用车辆拖曳的方式，固定在一临时固定位置。
在本发明一些实施例中，井下吊舱300包括子弹型的外壳340及其中心的玻璃井筒350，所述外壳340固定连接在所述缆绳200的下端，所述外壳340的上下两端相对开设有贯通开口；所述玻璃井筒350上下延伸并吻合相接在所述贯通开口上，以与所述外壳340围成密闭的环腔，所述发光部件320和所述感光部件330位于所述环腔内，所述玻璃井筒350的筒腔为所述贯流孔道310。以通过子弹型的造型，便于井下吊舱300的掉落，以进一步加快井下吊舱300的下落速度。
在本发明一些实施例中，所述外壳340为柱状，所述外壳340的下端面为向上凹陷的内凹球面341。通过将外壳340下端面设置的内凹，以便于同层流体向外壳340下端的中心聚集，使得井下吊舱300下落过程中所测得的流体光照数据更为精确。
在本发明又一些实施例中，如图2所示，该玻璃井筒350的横截面设有位于左右两侧相对设置的内凹柱面，所述内凹柱面为半圆柱面，以更加方便的安放发光部件320和感光部件330。尤其是，可以将发光部件320和感光部件330分别安装在所述半圆柱面内吻合嵌装的柱形罐内，实现对发光部件320和感光部件330的封装，一方面方便发光部件320和感光部件330的安装，另一方面减小了井下吊舱300的体积，进一步加快了井下吊舱300下落的速度。
在本发明一些实施例中，所述外壳340的上端面为向上凸起的外凸球面342。以使得从外壳340外周流过的流体更方便的排走，进一步加快井下吊舱300的下落速度。在优选实施例中，所述内凹球面341和所述外凸球面342的球心重合于所述玻璃井筒350的中轴线，以使得整个井下吊舱300的重心位于玻璃井筒350的中轴线上，避免井下吊舱300偏斜掉落所造成的检测不准的问题。
在本发明一些实施例中，所述发光部件320和所述感光部件330在所述玻璃井筒350径向相对的成对分布并且，所述发光部件320和所述感光部件330有两对以上并在所述玻璃井筒350的轴向间隔排布，以获得多组光照数据，更加精确的确定混凝土灌注面。优选地，各对所述发光部件320和所述感光部件330连接在同一控制部件上，所述控制部件还连接有用以控制所述缆绳200收放的卷绕机构，并且所述控制部件的控制方法包括：
获取各所述感光部件330在所述井下吊舱300下落过程中测得的连续的光照数据；
比对同一所述光照数据在不同所述感光部件330出现的时刻数据；
依据各所述感光部件330之间的间隔距离以及所述时刻数据，得到所述井下吊舱300在所述钻孔内位置。
从而，在本发明的一些实施例中，通过类似光学鼠标的光学定位技术，可以获得井下吊舱300在钻孔内的下落轨迹和实时位置，以这种动态数据比对的方式，快速准确的获得检测数据，在加快检测速度的同时，提高检测精度。
在本发明一些实施例中，如图3所示，所述贯流孔道310内设有位于所述发光部件320和所述感光部件330上方的缩颈喉部311，利用缩颈喉部311对流体的聚流作用，再加上井下吊舱300下落的惯性，避免已经流过的流体再回流，从而进一步提高检测精度，并控制井下吊舱300的下落速度。
在本发明的第二实施例中，如图4所示，所述缩颈喉部311设置有控制流体自下而上单向流动的单向机构，单向机构包括堵塞在所示缩颈喉部上侧的堵塞361，堵塞361的下端连接有空套在所示缩颈喉部311的连杆362，连杆362的下端连接有呈爪状分布的止脱爪363，止脱爪363有数个并呈辐射状分布，以在流体向上流经缩颈喉部311时，顶起所述堵塞361并且，止脱爪363挡止在缩颈喉部311的下部，以进一步避免缩颈喉部311上方流体的回流。
在本发明的第三实施例中，如图5和图6所述，所述玻璃井筒350断开为上段351和下段352，上段351和下段352之间热熔粘接有井筒状且橡胶材质的胀套353，胀套353的上下两端各自设有套接在上段351和下段352的环端上的卡槽，并在卡槽的槽壁上设有与上段351、下段352筒壁上的环槽卡扣配合的环形突起；并且，胀套353的中部向内凹陷而形成位于上段351和下段352之间的所述缩颈喉部，所述缩颈喉部311连接有用以控制喉腔开度的张合机构。张合机构包括固定在上段351外周上的上固定环371以及，固定在下段352外周上的下固定环372，上固定环371的外周上形成有外翻的上环台373，下固定环372的外周上固定有下环台374，下环台374和上环台373之间设有在圆周方向均布的多组张拉单元，张拉单元包括一端固定在下环台374上并且另一端绕经第一滑轮375、第二滑轮376和第三滑轮377后连接在下环台374下方的卷筒379上的拉绳378，第一滑轮375和第三滑轮377位于上固定环371上，第二滑轮376位于下固定环372上，卷筒379同轴固定连接有齿轮381，该齿轮381啮合连接有转动套接在下固定环372上的传动齿圈382，传动齿圈382的另一环端啮合传动有固定在所示下段352上的主动齿轮383，主动齿轮383连接在驱动电机384上；下环台374和下环台374之间抵顶有圆柱螺旋形的压力弹簧385。张合机构还包括多组在圆周方向均布的连杆组件，该连杆组件包括铰接在上环台373上的第一连杆391和铰接在下环台374上的第二连杆392，第一连杆391的另一端和第二连杆392的另一端相互铰接，并呈V字形抵顶在缩颈喉部311的内凹部上。以通过对缩颈喉部311的开度调节，控制流体的流经速度，控制井下吊舱300的落下速度。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种混凝土灌注面感应器，其特征在于，包括：
井上设备，所述井上设备配置成部署在钻孔的井口周边；
井下吊舱，所述井下吊舱和所述井上设备之间通过缆绳相连，所述缆绳配置成在所述井下吊舱和所述井上设备之间传递通讯数据、电力和牵引力，所述井下吊舱上还形成有上下贯通的贯流孔道以及，在所述贯流孔道相对两侧相对分布的发光部件和感光部件，所述发光部件和所述感光部件位于所述井下吊舱的封闭空间内并且，至少在两者的相对侧配置为透明的用以供所述发光部件的光线射出和，所述感光部件接收所述射出的光线。
2.根据权利要求1所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，所述井下吊舱包括：
外壳，所述外壳固定连接在所述缆绳的下端，所述外壳的上下两端相对开设有贯通开口；
玻璃井筒，所述玻璃井筒上下延伸并吻合相接在所述贯通开口上，以与所述外壳围成密闭的环腔，所述发光部件和所述感光部件位于所述环腔内，所述玻璃井筒的筒腔为所述贯流孔道。
3.根据权利要求2所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述外壳为柱状，所述外壳的下端面为向上凹陷的内凹球面。
4.根据权利要求3所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述外壳的上端面为向上凸起的外凸球面。
5.根据权利要求4所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述内凹球面和所述外凸球面的球心重合于所述玻璃井筒的中轴线。
6.根据权利要求2所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述发光部件和所述感光部件在所述玻璃井筒径向相对的成对分布并且，所述发光部件和所述感光部件有两对以上并在所述玻璃井筒的轴向间隔排布。
7.根据权利要求6所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
各对所述发光部件和所述感光部件连接在同一控制部件上，所述控制部件还连接有用以控制所述缆绳收放的卷绕机构，并且所述控制部件的控制方法包括：
获取各所述感光部件在所述井下吊舱下落过程中测得的连续的光照数据；
比对同一所述光照数据在不同所述感光部件出现的时刻数据；
依据各所述感光部件之间的间隔距离以及所述时刻数据，得到所述井下吊舱在所述钻孔内位置。
8.根据权利要求1-7任一项所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述贯流孔道内设有位于所述发光部件和所述感光部件上方的缩颈喉部。
9.根据权利要求8所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述缩颈喉部设置有控制流体自下而上单向流动的单向机构。
10.根据权利要求8所述的混凝土灌注面感应器，其特征在于，
所述缩颈喉部连接有用以控制喉腔开度的张合机构。
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