CN2677881Y - 强夯作业参数自动测量记录分析装置 - Google Patents

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CN 200420000453
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English (en)
Inventor
吴延炜
孙铁兵
王锡良
屈福政
王泽民
高顺德
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Dalian Engineering Machinery Research Institute
Sinochemical geotechnical engineering Limited by Share Ltd
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Dalian Institute Of Construction Machinery
China Rock Soil Engineering Co
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Abstract

一种强夯作业参数自动测量记录分析装置，其它包括角度传感器、光电编码器、压力传感器和主机箱，该角度传感器安装在臂架上，该光电编码器安装在起升卷筒的轴上，该压力传感器安装在起升机构液压回路中，该主机箱内设置主机模块和记录模块；该主机模块与记录模块和光电编码器通过CANOPEN总线连接进行数据通讯；该角度传感器和压力传感器为二线电流工作方式，输出信号连接至主机模块的模拟输入通道AIN1、AIN2。本实用新型具有能自动测量、记录和分析强夯作业的参数等优点。

Description

强夯作业参数自动测量记录分析装置
技术领域
本实用新型涉及岩土工程施工设备技术领域，属于一种强夯作业参数自动测量记录分析装置。
背景技术
强夯法，又称动力固结法(Dynamic Consolidation)。强夯法处理地基通常用起重设备反复将80~400kN的锤(最重的达2,000kN)起吊到8~25m高处(最高的达40m)，而后利用自动脱钩释放载荷或带锤自由落下，在土中形成强大的冲击波和高应力，从而提高地基的强度、降低压缩性、改善抵抗振(震)动液化能力、消除湿陷性、提高土的均匀程度、减少差异沉降等。按照中华人民共和国国家标准GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》强夯地基质量检验标准的主控项目为地基的强度和承载力，一般项目为落距、锤重、夯击遍数和顺序、夯点间距、击数、每击夯沉量和累计夯沉量等。对于每击夯沉量和累计夯沉量是强夯信息化施工的基础，也是过程控制中可量化的技术指标。由于主控项目须在地基处理完成一段时间后通过静载、动探等才能得到检测，因此对一般项目进行过程控制对强夯质量的形成至关重要。目前，强夯能级、强夯击数、每击夯沉量和累计夯沉量等强夯作业参数的记录主要借助钢卷尺、水平仪、经纬仪、塔尺等仪器进行人工测量，人工记录来获得。
这种方法在实际使用中的问题是：
1、测量精度和数据记录准确性受测量记录人员的人为因素影响。
2、人工操作，现场测量条件复杂，测量记录传递过程繁琐需通过测量员计算、判定；因为通过仪器读到的是相对值，而每击下沉量和累计下沉量是一个绝对值)，操作人员无法实时掌握设计要求停锤下沉量信息；而且现场资料须经整理后才能归档，导致效率低。
3、偏锤的实际存在、塔尺所立测点的变换和所立塔尺的垂直度误差，以及锤顶面上积土均使测量误差客观存在，又较难消除。
4、在光线较差，尤其需夜间施工时，测量很难进行。
5、测量仪器和人员距强夯和较近，安全受威胁。
6、在测量过程中，由于吊车的旋转和移动，有时会使测点与测量仪器的通视遭到破坏，这时需通过移动仪器架设位置来重新获得通视，从而增加了测量人员的工作量，导致架设时间内某些点无法进行监视测量或夯机需停工等待。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能自动测量、记录和分析强夯机作业参数的装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种强夯作业参数自动测量记录分析装置，它包括角度传感器、光电编码器、压力传感器、主机模块和记录模块，该角度传感器安装在臂架上，该光电编码器安装在起升卷筒的轴上，该压力传感器安装在起升机构液压回路中，该主机模块和记录模块设置在司机室内；该主机模块与记录模块和光电编码器通过CANOPEN总线连接进行数据通讯；该角度传感器和压力传感器为二线电流工作方式，输出信号连接至主机模块的模拟输入通道AIN1、AIN2上。
在本实用新型中，角度传感器和光电编码器提供计算夯锤在铅垂方向上的位置所需的数据，压力传感器提供判断检测条件的数据，主机模块和记录模块完成强夯作业参数自动测量、记录和分析功能。
在强夯机臂架上安装角度传感器，用于检测臂架与水平面之间的夹角。在夯锤起升卷筒上轴安装绝对式光电编码器，用于检测起升钢丝绳的缠绕长度。在起升机构液压回路中安装压力传感器，用于检测起升时液压回路中的压力。在司机室安装主机模块和记录模块，处理角度传感器、光电编码器和压力传感器的信号。
主机模块得到臂架与水平面之间的夹角和起升钢丝绳的缠绕长度数据，就可通过强夯机结构几何参数计算夯锤在铅垂方向的位置。通过连续两次位置的测量数据的差，就得到每次强夯时的作业面下沉量。
夯锤重量通过主机模块的操作面板人工输入，夯锤下落高度为夯锤开始下落时夯锤对地面的距离，由前述的夯锤在铅垂方向的位置数据提供。夯锤重量与夯锤下落高度的乘积为强夯能级。
起升钢丝绳在吊钩着地时会弯曲，在受载时会长度拉伸，并且臂架结构在载荷作用下会变形。为避免上述情况造成的夯锤位置测量误差，在每次强夯作业后，要求缓慢起升夯锤，当夯锤还没有脱离地面，而起升机构液压回路中达到了设定压力时，记录此时的夯锤位置。由于每次的测量条件一致，保证了作业面下沉量的测量准确性。
主机模块连接记录模块，有数据自动记录保存功能，自动记录强夯能级、强夯次数、每次强夯时的作业面下沉量和工作时间。该数据可在主机上显示和分析，也可通过存储卡在计算机读出并处理。
本实用新型的优点是：
1、实现对强夯作业参数的自动测量、记录、分析，有效保证对施工质量的实时控制；
2、采用配合压力、震动、高度修正等检测方法，保证了测量精确性；
3、可靠性高，操作简便，减少现场人员工作量和避免人为因素对测量精度的影响。
4、提高了强夯作业对环境的适应性，使强夯作业即便在光线不良的夜间测量成为可能。
5、最大限度减少夯区内人员数量，使施工可能对人员的伤害进一步降低。
6、人员的减少，减少了施工人员的劳动力成本，使项目效益得到提高
7、自动化程度的提高，提升了强夯机的整机科技含量和核心竟争力，使强夯机先进性得到体现。
附图说明
图1为本实用新型的组成部件在强夯机上的布置示意图
图2为本实用新型的电路框图
图3为本实用新型的电路原理图
具体实施方式
参见图1、图2、图3所示：一种强夯作业参数自动测量记录分析装置，它包括角度传感器1、光电编码器2、压力传感器3、主机模块4和记录模块5，该角度传感器1安装在臂架7上，该光电编码器2安装在起升卷筒6的轴上，该压力传感器3安装在起升机构液压回路中，该主机模块4和记录模块5设置在司机室内；该主机模块4与记录模块5和光电编码器2通过CANOPEN总线连接进行数据通讯；该角度传感器1和压力传感器3为二线电流工作方式，输出信号连接至主机模块4的模拟输入通道AIN1、AIN2上。
角度传感器1和光电编码器2提供计算夯锤8在铅垂方向上的位置所需的数据，压力传感器3提供判断检测条件的数据，主机模块4和记录模块5完成强夯作业参数自动测量、记录和分析功能。
下表是本实用新型的器件、模块的型号和参数
  序号   名称     型号     厂家 参数
  1   角度传感器     NG3I     SEIKA 检测范围0～90°，输出4-20mA
  2   光电编码器     OCDC5     FRABA 单圈12位精度，最大工作范围4096圈；CANOPEN数据接口
  3   压力传感器     MH-1     WIKA 检测范围0～400bar，输出4-20mA
  4   主机模块     AT37     GRAF CANOPEN数据接口
  5   记录模块     CR3101     IFM CANOPEN数据接口，配PCMIA存储卡
工作原理说明：主机模块与记录模块和光电编码器通过CANOPEN总线进行数据通讯。角度传感器和压力传感器为二线电流工作方式，输出信号至主机模块的模拟输入通道AIN1、AIN2。

Claims (1)

1、一种强夯作业参数自动测量记录分析装置，其特征在于，它包括角度传感器、光电编码器、压力传感器、主机模块和记录模块，该角度传感器(1)安装在臂架(7)上，该光电编码器(2)安装在起升卷筒(6)的轴上，该压力传感器(3)安装在起升机构液压回路中，该主机模块和记录模块设置在司机室内；该主机模块与记录模块和光电编码器通过CANOPEN总线连接进行数据通讯；该角度传感器和压力传感器为二线电流工作方式，输出信号连接至主机模块的模拟输入通道AIN1、AIN2上。
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