CN219301684U - 一种二衬台车防脱空检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于隧道施工技术领域，提供了一种二衬台车防脱空检测装置，包括：处理器；多个安装于二衬台车的顶模模板上的温压一体传感器；安装于注浆管道上的流量传感器；显示器，显示器上设有与多个温压一体传感器一一对应的多个压力显示表盘，压力显示表盘内设有指针，压力显示表盘包括三个压力显示段，三个压力显示段的显示颜色互不相同；处理器根据温压一体传感器输出的压力数据，向对应的指针的驱动电机输出控制信号，使该驱动电机驱动该指针在对应的压力显示表盘内转动，指向压力显示表盘的三个压力显示段中的一者。本申请能降低隧道二次衬砌脱空的概率。

Description

一种二衬台车防脱空检测装置

技术领域

本申请属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种二衬台车防脱空检测装置。

背景技术

二次衬砌是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌。二次衬砌和初期支护相对而言，指在隧道已经进行初期支护的条件下，用混凝土等材料修建的内层衬砌，以达到加固支护、优化路线防排水系统、美化外观、方便设置通讯、照明、监测等设施的作用，以适应现代化高速道路隧道建设的要求。

二衬台车是隧道施工中最常用的临时结构之一。在施工过程中，注浆时输送泵管的当前流量及浇筑总量、入模温度、模板浇筑过程压力这些数据都是非常重要的。目前，隧道二衬台车在注浆时，都是由施工人员依据自身经验对这些数据进行监测，难免存在监测失误，从而造成隧道二次衬砌脱空的概率高。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种二衬台车防脱空检测装置，可以解决隧道二次衬砌脱空的概率高的问题。

本申请实施例提供了一种二衬台车防脱空检测装置，包括：

处理器；

多个安装于二衬台车的顶模模板上的温压一体传感器；

流量传感器，安装于用于向顶模模板的顶部注入泥浆的注浆管道上；

显示器，显示器上设有流量显示区域、与多个温压一体传感器一一对应的多个温度显示区域、与多个温压一体传感器一一对应的多个压力显示区域，以及与多个温压一体传感器一一对应的多个压力显示表盘，压力显示表盘内设有指针，压力显示表盘包括沿顺时针方向依次分布的第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段，第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段的显示颜色互不相同；

其中，温压一体传感器的输出端和流量传感器的输出端均与处理器的输入端连接，处理器的输出端与显示器的输入端以及指针的驱动电机的控制端连接；

处理器根据多个温压一体传感器中每一温压一体传感器输出的压力数据，向该温压一体传感器对应的指针的驱动电机输出控制信号，该指针的驱动电机根据控制信号驱动该指针在该温压一体传感器对应的压力显示表盘内转动，使该指针指向该压力显示表盘的第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段中的一者。

可选的，检测装置还包括：与多个温压一体传感器一一对应的多个压力指示灯，压力指示灯的输入端通过继电器与处理器的输出端连接。

可选的，检测装置还包括：蜂鸣器，蜂鸣器的输入端与处理器的输出端连接。

可选的，检测装置还包括存储器，存储器的输入端与处理器的输出端连接。

可选的，第一压力显示段的显示颜色为绿色，第二压力显示段的显示颜色为黄色，第三压力显示段的显示颜色为红色。

可选的，检测装置还包括：电源模块，电源模块的输出端与处理器的电源端连接。

可选的，温压一体传感器的数量为4个。

本申请的上述方案有如下的有益效果：

在本申请的实施例中，通过安装在顶模模板上的多个温压一体传感器采集顶模模板所承受的压力数据以及顶模模板上方泥浆的温度数据，同时通过流量传感器采集注浆管道上的泥浆量，并通过处理器将压力数据、温度数据和泥浆量在显示器中显示出来，从而使得相关人员能基于显示器显示的压力数据、温度数据和泥浆量，判断顶模模板上方是否注满泥浆以及泥浆的硬化情况。同时由于处理器能根据温压一体传感器输出的不同压力数据，控制指针指向不同的压力显示段，从而使得相关人员能在顶模模板上方泥浆即将注满时，及时停止浇筑，防止隧道二次衬砌脱空，降低隧道二次衬砌脱空的概率。

本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的二衬台车防脱空检测装置的结构示意图一；

图2为本申请一实施例提供的二衬台车防脱空检测装置的结构示意图二。

【附图标记说明】

101、处理器；102、温压一体传感器；103、流量传感器；104、显示器；105、压力指示灯；106、蜂鸣器；107、电源模块。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

针对目前隧道二次衬砌脱空的概率高的问题，本申请实施例提供了一种二衬台车防脱空检测装置，该检测装置通过安装在顶模模板上的多个温压一体传感器采集顶模模板所承受的压力数据以及顶模模板上方泥浆的温度数据，同时通过流量传感器采集注浆管道上的泥浆量，并通过处理器将压力数据、温度数据和泥浆量在显示器中显示出来，从而使得相关人员能基于显示器显示的压力数据、温度数据和泥浆量，判断顶模模板上方是否注满泥浆以及泥浆的硬化情况。同时由于处理器能根据温压一体传感器输出的不同压力数据，控制指针指向不同的压力显示段，从而使得相关人员能在顶模模板上方泥浆即将注满时，及时停止浇筑，防止隧道二次衬砌脱空，降低隧道二次衬砌脱空的概率。

下面结合具体实施例对本申请提供的二衬台车防脱空检测装置进行示例性的说明。

如图1所示，本申请实施例提供的二衬台车防脱空检测装置包括：处理器101、多个安装于二衬台车的顶模模板上的温压一体传感器102(图中仅示出一个温压一体传感器)、流量传感器103以及显示器104。其中，每个温压一体传感器102的输出端和流量传感器103的输出端均与处理器101的输入端连接，处理器101的输出端与显示器104的输入端连接。

在本申请的一些实施例中，上述流量传感器103安装于用于向顶模模板的顶部注入泥浆的注浆管道上，该流量传感器103主要用于采集每次施工时所耗的泥浆量以及流经此流量传感器103的所有泥浆量，并将采集到的数据输出给处理器101。

上述温压一体传感器102主要用于采集顶模模板所承受的压力数据以及顶模模板上方泥浆的温度数据，并将采集的数据输出给处理器101。其中，上述多个温压一体传感器可102均设置于顶模模板的最高点处，但每两个温压一体传感器之间均具有一定间距，作为一个可选的示例，上述温压一体传感器的数量可以为4个。

上述显示器104上设有流量显示区域、与多个温压一体传感器一一对应的多个温度显示区域(图中仅示出一个温度显示区域)、与多个温压一体传感器一一对应的多个压力显示区域(图中仅示出一个压力显示区域)，以及与多个温压一体传感器一一对应的多个压力显示表盘(图中仅示出一个压力显示表盘)。

其中，上述流量显示区域主要用于显示流量传感器采集到的数据，可显示流量传感器的瞬时流量与累计流量值；上述温度显示区域主要用于显示温压一体传感器采集到的温度数据；上述压力显示区域主要用于显示温压一体传感器采集到的压力数据。

可以理解的是，每个温压一体传感器在显示器中均有一对应的温度显示区域、压力显示区域和压力显示表盘。

针对每个温压一体传感器对应的压力显示表盘，该压力显示表盘内设有指针，且该压力显示表盘包括沿顺时针方向依次分布的第一压力显示段(如图中的A)、第二压力显示段(如图中的B)和第三压力显示段(如图中的C)，该第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段的显示颜色互不相同。

上述指针能在压力显示表盘内转动。需要说明的是，该指针具有驱动电机，为便于指针转动，该指针的驱动电机可设置于显示器的后方(即背面)，且该驱动电机的控制端与上述处理器的输出端连接。

针对每个温压一体传感器，上述处理器根据温压一体传感器输出的压力数据，向该温压一体传感器对应的指针的驱动电机输出控制信号，该指针的驱动电机根据控制信号驱动该指针在该温压一体传感器对应的压力显示表盘内转动，使该指针指向该压力显示表盘的第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段中的一者。

需要说明的是，第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段这三个压力显示段对应的压力数据互不相同，且第一压力显示段对应的压力数据小于第二压力显示段对应的压力数据，第二压力显示段对应的压力数据小于第三压力显示段对应的压力数据。

具体的，当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0～0.1兆帕(MPa)时，处理器通过驱动电机驱动指针转动指向第一压力显示段；当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0.1～0.2MPa时，处理器通过驱动电机驱动指针转动指向第二压力显示段；当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0.2～0.3MPa时，处理器通过驱动电机驱动指针转动指向第三压力显示段。

需要进一步说明的是，当指针指向第三压力显示段时，说明顶模模板上方泥浆即将注满，此时相关人员需要结合显示器上流量传感器的数据及时停止浇筑，防止隧道二次衬砌脱空。

值得一提的是，在本申请的一些实施例中，通过安装在顶模模板上的多个温压一体传感器采集顶模模板所承受的压力数据以及顶模模板上方泥浆的温度数据，同时通过流量传感器采集注浆管道上的泥浆量，并通过处理器将压力数据、温度数据和泥浆量在显示器中显示出来，从而使得相关人员能基于显示器显示的压力数据、温度数据和泥浆量，判断顶模模板上方是否注满泥浆以及泥浆的硬化情况。同时由于处理器能根据温压一体传感器输出的不同压力数据，控制指针指向不同的压力显示段，从而使得相关人员能在顶模模板上方泥浆即将注满时，及时停止浇筑，防止隧道二次衬砌脱空，降低隧道二次衬砌脱空的概率。

在本申请的一些实施例中，为便于观察，上述第一压力显示段的显示颜色可以为绿色，第二压力显示段的显示颜色可以为黄色，第三压力显示段的显示颜色可以为红色。

为便于提醒相关人员注意温压一体传感器采集的压力数据，与上述压力显示表盘相对应的，上述显示器上还针对每个温压一体传感器设有一对应的工作灯。具体的，当指针指向压力显示表盘的第一压力显示段时，对应的工作灯为绿色，当指针指向压力显示表盘的第二压力显示段时，对应的工作灯为黄色，当指针指向压力显示表盘的第三压力显示段时，对应的工作灯为红色。

作为一个可选的示例，上述显示器可为触摸屏显示器。

在本申请的一些实施例中，为便于相关人员方便观察温压一体传感器采集的压力数据，如图2所示，上述检测装置还包括：与多个温压一体传感器一一对应的多个压力指示灯105(图中仅示出一个压力指示灯)，每个压力指示灯105的输入端均通过继电器与处理器101的输出端连接。

其中，上述压力指示灯可以设置于一声光报警箱上，上述继电器可以设置于该声光报警箱内。具体的，可与上述压力显示段的显示颜色对应，当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0～0.1MPa时，处理器通过继电器控制压力指示灯的颜色为绿色；当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0.1～0.2MPa时，处理器通过继电器控制压力指示灯的颜色为黄色；当温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0.2～0.3MPa时，处理器通过继电器控制压力指示灯的颜色为红色。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，上述检测装置还包括蜂鸣器106，该蜂鸣器106的输入端与处理器101的输出端连接，该蜂鸣器106可设置于上述声光报警箱内。

具体的，当某个温压一体传感器采集的压力数据对应的压力值为0.2～0.3MPa时，处理器向该蜂鸣器传输控制信号，以使该蜂鸣器发出响声，提醒相关人员注意温压一体传感器采集的压力数据。

在本申请的一些实施例中，为便于对相关数据进行存储，上述检测装置还包括存储器，存储器的输入端与处理器的输出端连接。

具体的，处理器在接收到温压一体传感器和流量传感器输出的数据后，可实时将这些数据输出给存储器，以便存储器实时存储这些数据，便于管理。

作为一个可选的示例，上述存储器可以为一外部存储器(如云端存储器)，为实现数据的稳定传输，上述处理器可以通过RS485通信接口向存储器传输数据。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，上述检测装置还包括：电源模块107，该电源模块107的输出端与处理器101的电源端连接。

需要说明的是，该电源模块主要用于将外部高压直流电降至检测装置中各组件所需电压，确保检测装置的稳定运行。示例性的，该电源模块可以为变压器。

由上可见，上述处理器主要用于将压力数据、温度数据和泥浆量传输给显示器，以在显示器的相应区域进行显示，同时还用于对压力数据进行简单的大小判断，并根据判断结果向驱动电机(或者继电器)输出控制信号，以及数据传输等。需要说明的是，处理器的这些功能均属于处理器本身具备的功能，即，在本申请实施例中，对处理器本身不存在改进。示例性的，该处理器可以为微控制单元(MCU，MicrocontrollerUnit)。

其中，为便于提高数据的传输速率，处理器和各传感器之间可通过RS485通讯方式传输数据，这也便于后续传感器数量的扩充。

在本申请的一些实施例中，上述各传感器采用由壬结构，具有过载能力强；同时采用平膜结构，确保了泥浆在凝固后不会附着在传感器上。

在一些应用场景中，还可对传感器传过来的数据经清零算法计算后，记录并保存在本地。具体的清零算法流程为：上位机(可以为与传感器连接的处理器)程序初始化_→上位机上操作采集压力数据_→判断采集的压力值是否≥满量程输出的10％_→若否，上位机根据采集的压力值进行输出折线的上下迁移_→将零点值存储于本地闪存(flash)存储器中_→后续数据通过计算后再传送至数据显示界面显示。其中，若采集的压力值小于满量程输出的10％，则不动作。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种二衬台车防脱空检测装置，其特征在于，包括：

处理器；

多个安装于二衬台车的顶模模板上的温压一体传感器；

流量传感器，安装于用于向所述顶模模板的顶部注入泥浆的注浆管道上；

显示器，所述显示器上设有流量显示区域、与多个所述温压一体传感器一一对应的多个温度显示区域、与多个所述温压一体传感器一一对应的多个压力显示区域，以及与多个所述温压一体传感器一一对应的多个压力显示表盘，所述压力显示表盘内设有指针，所述压力显示表盘包括沿顺时针方向依次分布的第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段，所述第一压力显示段、所述第二压力显示段和所述第三压力显示段的显示颜色互不相同；

其中，所述温压一体传感器的输出端和所述流量传感器的输出端均与所述处理器的输入端连接，所述处理器的输出端与所述显示器的输入端以及所述指针的驱动电机的控制端连接；

所述处理器根据多个所述温压一体传感器中每一所述温压一体传感器输出的压力数据，向该温压一体传感器对应的指针的驱动电机输出控制信号，该指针的驱动电机根据所述控制信号驱动该指针在该温压一体传感器对应的压力显示表盘内转动，使该指针指向该压力显示表盘的第一压力显示段、第二压力显示段和第三压力显示段中的一者。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：与多个所述温压一体传感器一一对应的多个压力指示灯，所述压力指示灯的输入端通过继电器与所述处理器的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：蜂鸣器，所述蜂鸣器的输入端与所述处理器的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括存储器，所述存储器的输入端与所述处理器的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一压力显示段的显示颜色为绿色，所述第二压力显示段的显示颜色为黄色，所述第三压力显示段的显示颜色为红色。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：电源模块，所述电源模块的输出端与所述处理器的电源端连接。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述温压一体传感器的数量为4个。

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