CN211849236U - 淤积监测装置及板桩、高桩、重力式码头的实时监测系统 - Google Patents

Abstract

淤积监测装置及板桩、高桩、重力式码头的实时监测系统，包括超声波监测装置，所述的超声波监测装置表面设置有固定机构，所述超声波监测装置包括淤积高度监测探头，所述的淤积高度监测探头连接有数据采集模块，所述的数据采集模块输出端连接有数据传输模块，所述的淤积高度监测探头、数据采集模块和数据传输模块的供电端均连接有供电电池，所述的数据传输模块无线连接数据服务器。本实用新型的超声波监测装置采用HY1611，为水下测深仪，可以利用超声波在水下精准测量并显示测深仪与淤泥面之间的距离，通过测量超声波监测装置到淤泥面之间的距离，来判断码头淤泥的淤积程度，并根据淤泥的淤积量来及时清理淤泥，保证码头的运营安全。

Description

淤积监测装置及板桩、高桩、重力式码头的实时监测系统

技术领域

本实用新型涉及淤积监测技术领域，尤其是一种基于超声波技术的码头前沿及岸坡淤积实时监测装置及监测系统。

背景技术

码头是水边专供轮船或渡船停泊，让乘客上下和装卸货物的建筑物，码头又称渡头，是一条由岸边伸往水中的长堤，也可能只是一排由岸上伸入水中的楼梯，多数是人造的土木工程建筑物，也有一些是天然而成的。码头按照结构可以分为高桩码头、重力式码头和板桩码头。高桩码头属透空结构，波浪和水流可在码头平面以下通过，对波浪不发生反射，适用于软土地基。板桩码头由板桩墙和锚碇设施组成，并借助板桩和锚碇设施承受地面使用荷载和墙后填土产生的侧压力。重力式码头靠建筑物自重和结构范围的填料重量保持稳定，结构整体性好，坚固耐用，损坏后易于修复，有整体砌筑式和预制装配式。码头前沿及岸坡处在使用过程中淤泥会形成淤积，码头前沿的淤泥淤积会造成码头前沿靠泊水深不足，造成船舶搁浅或无法靠泊，透空式码头的岸坡淤积会增加土体对桩基的侧向力，对码头结构的安全造成隐患。所以，为了保证船舶的靠泊需求，确保码头的运营安全，就需要对码头前沿及岸坡位置处淤积的淤泥进行疏浚，而疏浚的淤泥量，需通过淤泥的淤积高度方可计算。目前码头淤泥淤积高度的监测方法是工作人员坐着小船拿着探头去码头相应的点位进行测试，记录水深，然后再与设计值进行比对，确定淤积状态，还有采用水坨等原始方法测试码头淤泥的淤积状态。上述码头淤积监测方法的工作效率和自动化程度过低，且在天气恶劣时，实施过于不便，不利于淤泥淤积状态的监测和清理。且现有的监测淤泥淤积的高度传感器大多为固定结构，不易移动，当遇到潮汐时，可能会因为水面低于传感器而影响其高度数值的监测。

所以，针对上述码头前沿及岸坡的淤积监测方法的缺陷，就需设计一种自动化监测码头前沿及岸坡淤积的实时监测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用超声波原理来实时监测码头前沿及岸坡淤泥淤积状态的监测系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种淤积监测装置，包括超声波监测装置，所述的超声波监测装置表面设置有固定机构，所述超声波监测装置包括淤积高度监测探头，所述的淤积高度监测探头为水下超声波测距器，所述的淤积高度监测探头连接有数据采集模块，所述的数据采集模块输出端连接有数据传输模块，所述的淤积高度监测探头、数据采集模块和数据传输模块的供电端均连接有供电电池，所述的数据传输模块无线连接数据服务器，所述的数据服务器为云端服务器。

优选的，所述的固定机构包括监测装置固定块，所述的监测装置固定块上安装有所述超声波监测装置，所述的监测装置固定块旋转设置有滚珠旋杆，所述的滚珠旋杆设置在上端板上，所述的上端板的侧面设置有上固定板，所述的上端板上还设置有导向固定柱，所述的固定机构下端还设置有与所述上固定板处于同一垂直面的下固定板。

优选的，所述的淤积高度监测探头的型号为HY1611或HY1610。

优选的，所述的数据传输模块采用的通信芯片为5G基带芯片。

优选的，所述的淤积高度监测探头位于码头的水面之下。

一种应用淤积监测装置的板桩码头的实时监测系统，包括淤积监测装置，还包括有板桩，所述板桩上固定所述上固定板和下固定板，所述的超声波监测装置下端埋于水面下，所述板桩固定于淤泥面下。

优选的，所述的板桩上部固定有胸墙，所述胸墙后方设置有码头面层，所述码头面层垂直固定于灌注桩的上端，所述的灌注桩埋于淤泥面下。

一种应用淤积监测装置的重力式码头的实时监测系统，包括淤积监测装置，还包括有沉箱，所述沉箱外表面固定所述上固定板和下固定板，所述沉箱下部设置有抛石基床，所述的抛石基床位于淤泥面上。

一种应用淤积监测装置的高桩码头的实时监测系统，包括淤积监测装置，还包括桩基，所述桩基固定于所述淤泥面下，所述的超声波监测装置通过固定机构安装在所述桩基上。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型的超声波监测装置采用HY1611，为水下测深仪，可以利用超声波在水下精准测量并显示测深仪与淤泥面之间的距离，通过测量超声波监测装置到淤泥面之间的距离，来判断码头淤泥的淤积程度，并根据淤泥的淤积量来及时清理淤泥，保证码头的运营安全。

2、本实用新型可以适用高桩码头、重力式码头及板桩码头等常用的码头，适用性强，将超声波监测装置固定在码头前沿构件上，通过水下超声波的反射来实时监测其到淤泥面的距离，从而判断淤泥的淤积高度。

3、本实用新型的超声波监测装置可以固定在码头的不同构件上，对所固定构件下的淤泥淤积高度分别做出监测，并根据每个位置的淤泥淤积量来对其进行清理工作，以确保船只的靠泊需求及码头的运营安全，且通过固定机构可以使超声波监测装置进行上下垂直移动，有效的保证了潮汐时，超声波监测装置的淤积高度监测探头还可以处于水面之下，减少了高度数值监测误差。

附图说明

图1是本实用新型的重力式码头的监测系统结构示意图；

图2是本实用新型的板桩码头的监测系统结构示意图；

图3是本实用新型的超声波监测装置的部件模块连接示意图；

图4是本实用新型的数据采集模块的电路连接示意图；

图5是本实用新型的固定机构的结构示意图；

图6是本实用新型的高桩码头的监测系统结构示意图。

图中：1、沉箱；2、超声波监测装置；3、水面；4、抛石基床；5、淤泥面；6、板桩；7、灌注桩；8、淤积高度监测探头；9、数据采集模块；10、数据传输模块；11、供电电池；12、胸墙；13、码头面层；14、固定机构；15、上固定板；16、上端板；17、滚珠旋杆；18、监测装置固定块；19、导向固定柱；20、下固定板；21、桩基。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

实施例一：

如图1所示为重力式码头的结构示意图，本实用新型所述的一种应用淤积监测装置的重力式码头的实时监测系统，包括抛石基床4，所述的抛石基床4位于淤泥面5上，所述的抛石基床4上安装有沉箱1，沉箱1为有底无顶的箱型结构，内部设置隔板，通过调节箱内压载水控制沉箱1下沉或漂浮，在施工时在沉箱1内填充砂或块石，顶部加盖板封顶，形成主体的承重和立墙。所述的沉箱1外表面通过固定机构14安装有超声波监测装置2，所述的超声波监测装置2用于监测其与淤泥面5之间的距离，达到实时监测重力式码头前沿淤泥的淤积程度的效果。

实施例二：

如图2所示为板桩码头的结构示意图，本实用新型所述的一种应用淤积监测装置的板桩码头的实时监测系统，包括码头面层13，所述的码头面层13设置于胸墙12的后方，所述的码头面层13下方固定有灌注桩7，所述的胸墙12下方固定有板桩6，所述板桩6上通过固定机构14设置有超声波监测装置2，所述的超声波监测装置2下端埋于水面3下，所述板桩6与灌注桩7固定于淤泥面5下，实现对板桩码头前沿淤积高度的实时监测目的。

实施例三：

如图6所示为高桩码头的结构示意图，本实用新型所述的一种应用淤积监测装置的高桩码头的实时监测系统，包括桩基21，所述桩基21固定于淤泥面5下，所述的超声波监测装置2通过固定机构14安装在所述桩基21上。通过将超声波监测装置2固定在高桩码头的每个岸坡的桩基21上，来对高桩码头进行实时监测岸坡淤泥的淤积高度。

进一步，如图3和图4所示，所述的超声波监测装置2包括淤积高度监测探头8，所述的淤积高度监测探头8连接有数据采集模块9，所述的数据采集模块9输出端连接有数据传输模块10，所述的数据传输模块10无线连接数据服务器。所述的淤积高度监测探头8的型号为HY1611或HY1610，由于HY1611和HY1610均为水下测深仪，利用超声波反射的原理来监测其到淤泥面5的距离，所以将淤积高度监测探头8置于水面3之下，而数据采集模块9、数据传输模块10只为普通采集传输装置，数据采集模块9采用工业数据采集装置，能实现淤积高度监测探头8采集数据的数模转换及传输即可，淤积高度监测探头8连接在数据采集模块9的Vin引脚上。所以，将数据采集模块9和数据传输模块10置于水面3之上。由于码头安置的环境多种多样，例如海上码头可能会因为海水的潮汐而使海水没过超声波监测装置2，所以，数据采集模块9和数据传输模块10可以集成在超声波监测装置2中，也可以将其置于码头面上，再通过电缆将其与淤积高度监测探头8相连，实现隔离水的作用。此外，所述的淤积高度监测探头8、数据采集模块9和数据传输模块10的供电端均连接有供电电池11，由于淤积高度监测探头8、数据采集模块9和数据传输模块10所需电能较小，所以所述的供电电池11采用微型电池即可。数据服务器为数据信息整合装置，类似于上位机或信息云端，由于数据传输模块10需要传输的高度数据的距离长，所以所述的数据传输模块10采用5G通信芯片，例如高通或ADI芯片，5G信号传输速度快且距离远。数据传输模块10将数据采集模块9中的数据信息无线传输至所述数据服务器中，供工作人员远程查看。

此外，如图5所示，上述实施例中，超声波监测装置2通过固定机构14安装固定在码头构件上，所述的固定机构14包括监测装置固定块18，所述的监测装置固定块18上安装有超声波监测装置2，所述的监测装置固定块18旋转设置有滚珠旋杆17，所述的滚珠旋杆17设置在上端板16上，所述的上端板16的侧面设置有上固定板15，所述的上端板16上还设置有导向固定柱19，所述的固定机构14下端还设置有与所述上固定板15处于同一垂直面的下固定板20。

超声波监测装置2在固定安装时，将超声波监测装置2固定在监测装置固定块18上，将上固定板15与下固定板20固定在码头的板桩上。当发生潮汐，水面下降至超声波监测装置2之下时，由于其监测的距离瞬间减小，用户在数据服务器中可以观察到其数值的变化，即可得知此时水面已低于超声波监测装置2，然后，用户可以通过旋转滚珠旋杆17来使监测装置固定块18带动超声波监测装置2进行上下移动。此外，导向固定柱19可以确保监测装置固定块18在移动时，只发生上下垂直位移，而不会随着滚珠旋杆17的转动而转动，这样，有效的解决了当海水发生潮汐时，水面下降而引起的超声波监测装置2的数据监测误差的问题。

具体实施时，将淤积高度监测探头8固定在超声波监测装置2底部。在重力式码头中，超声波监测装置2安装在重力式码头的沉箱1外表面。在板桩码头中，将超声波监测装置2安装在板桩6上。在高桩码头中，将超声波监测装置2安装在桩基21上。淤积高度监测探头8连接数据采集模块9，数据采集模块9再连接数据传输模块10，淤积高度监测探头8、数据采集模块9和数据传输模块10均连接供电电池11，在安装淤积高度监测探头8时，将淤积高度监测探头8置于水面3下，数据采集模块9、数据传输模块10和供电电池11置于水面3上，如潮汐严重，则可以将数据采集模块9、数据传输模块10和供电电池11置于码头面上，使其与水避开。淤积高度监测探头8利用超声波反射的原理，监测其到淤泥面5的距离，并将此距离数据通过数据采集模块9传输至数据传输模块10，通过数据传输模块10无线远传至数据服务器中，在数据服务器中进行数据分析并显示实时结果，数据服务器的分析数据方法为现有通讯分析方法，在此不再赘述，数据服务器会对比每次监测的距离高度，当后一次监测高度比前一次监测的高度值小时，则证明码头前沿及岸坡存在淤积，当监测的高度值小于数据服务器内设的淤积高度时，工作人员会对码头淤泥进行定量清理，以维护码头的安全运营。

本实用新型的超声波监测装置采用HY1611，为水下测深仪，可以利用超声波在水下精准测量并显示测深仪与淤泥面之间的距离，通过测量超声波监测装置到淤泥面之间的距离，来判断码头淤泥的淤积程度，并根据淤泥的淤积量来及时清理淤泥，保证码头的运营安全。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种淤积监测装置，其特征在于：包括超声波监测装置(2)，所述的超声波监测装置(2)表面设置有固定机构(14)，所述超声波监测装置(2)包括淤积高度监测探头(8)，所述的淤积高度监测探头(8)为水下超声波测距器，所述的淤积高度监测探头(8)连接有数据采集模块(9)，所述的数据采集模块(9)输出端连接有数据传输模块(10)，所述的淤积高度监测探头(8)、数据采集模块(9)和数据传输模块(10)的供电端均连接有供电电池(11)，所述的数据传输模块(10)无线连接数据服务器，所述的数据服务器为云端服务器。

2.根据权利要求1所述的一种淤积监测装置，其特征在于：所述的固定机构(14)包括监测装置固定块(18)，所述的监测装置固定块(18)上安装固定有所述超声波监测装置(2)，所述的监测装置固定块(18)旋转设置有滚珠旋杆(17)，所述的滚珠旋杆(17)设置在上端板(16)上，所述的上端板(16)的侧面设置有上固定板(15)，所述的上端板(16)上还设置有导向固定柱(19)，所述的固定机构(14)下端还设置有与所述上固定板(15)处于同一垂直面的下固定板(20)。

3.根据权利要求1所述的一种淤积监测装置，其特征在于：所述的淤积高度监测探头(8)的型号为HY1611或HY1610。

4.根据权利要求1所述的一种淤积监测装置，其特征在于：所述的数据传输模块(10)采用的通信芯片为5G基带芯片。

5.根据权利要求1所述的一种淤积监测装置，其特征在于：所述的淤积高度监测探头(8)位于码头的水面(3)之下。

6.一种应用淤积监测装置的板桩码头的实时监测系统，其特征在于：包括权利要求2所述的淤积监测装置，还包括有板桩(6)，所述板桩(6)上固定所述上固定板(15)和下固定板(20)，所述的超声波监测装置(2)下端埋于水面(3)下，所述板桩(6)固定于淤泥面(5)下。

7.根据权利要求6所述的一种应用淤积监测装置的板桩码头的实时监测系统，其特征在于：所述的板桩(6)上部固定有胸墙(12)，所述胸墙(12)后方设置有码头面层(13)，所述码头面层(13)垂直固定于灌注桩(7)的上端，所述的灌注桩(7)埋于淤泥面(5)下。

8.一种应用淤积监测装置的重力式码头的实时监测系统，其特征在于：包括权利要求2所述的淤积监测装置，还包括有沉箱(1)，所述沉箱(1)外表面固定所述上固定板(15)和下固定板(20)，所述沉箱(1)下部设置有抛石基床(4)，所述的抛石基床(4)位于淤泥面(5)上。

9.一种应用淤积监测装置的高桩码头的实时监测系统，其特征在于：包括权利要求1-5任意一项的淤积监测装置，还包括桩基(21)，所述桩基(21)固定于淤泥面(5)下，所述的超声波监测装置(2)通过固定机构(14)安装在所述桩基(21)上。

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