混凝土有效振搗深度及狀態(tài)實(shí)時(shí)智能判定設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于實(shí)時(shí)智能判定混凝土有效振搗深度及狀態(tài)的設(shè)備及方法，屬于混凝土澆筑質(zhì)量控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土施工中，振搗是關(guān)系到混凝土建筑物質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)新拌混凝土澆筑振搗深度和持續(xù)振搗時(shí)間的可靠測(cè)試與評(píng)價(jià)是質(zhì)量控制重要環(huán)節(jié)之一。
[0003]目前施工現(xiàn)場(chǎng)采用振搗方法是根據(jù)不同棒型的振搗棒有效作用半徑，要求以交錯(cuò)方式插入振搗棒保證混凝土澆筑區(qū)域基本都得到振搗密實(shí)。施工規(guī)范振搗規(guī)定較為模糊，以基本泛漿不再下沉為標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐操作中，工人插拔移動(dòng)振搗棒時(shí)，無法做到位置、范圍、深度和振搗持續(xù)時(shí)間的精確把握，往往為經(jīng)驗(yàn)操作，隨意性強(qiáng)，效果難以量化評(píng)價(jià)，尤其插拔深度和持續(xù)振搗時(shí)間是否滿足工藝要求是導(dǎo)致欠振、過振或漏振等缺陷的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外并無可靠技術(shù)解決方案，因此，需采用精細(xì)智能化的振搗作業(yè)過程判定設(shè)備及技術(shù)手段有效監(jiān)控混凝土振搗質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有工藝存在的不足，本發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)、持久、可靠的混凝土有效振搗深度及狀態(tài)智能判定設(shè)備及方法。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的混凝土有效振搗深度及狀態(tài)實(shí)時(shí)智能集成判定設(shè)備，包括振搗持棒距棒頭距離采集裝置、定位模塊與振搗狀態(tài)采集裝置；
所述振搗持棒距棒頭距離采集裝置包括霍爾傳感器組、磁性工作手套和智能模塊，所述霍爾傳感器組安裝于振搗棒棒體上，所述磁性工作手套由操作者佩戴，所述霍爾傳感器組與智能模塊相連接；
所述定位模塊包括安裝于操作者兩肩的兩個(gè)定位天線，所述振搗狀態(tài)采集裝置利用非接觸式振搗時(shí)間智能檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法判斷是否有效振搗作業(yè)狀態(tài)
振搗持棒距棒頭距離采集裝置基于霍爾效應(yīng)原理采集操作手握棒位置至棒頭距離，即通過手握振搗棒棒體不同位置，繼而觸發(fā)該處霍爾傳感器產(chǎn)生相應(yīng)感應(yīng)電壓，再通過電壓值與距離值數(shù)值關(guān)系實(shí)時(shí)計(jì)算得到手握棒位置至棒頭距離。其中操作者佩戴的磁性工作手套具有足夠的磁性，在操作者握持振搗棒棒體進(jìn)行作業(yè)時(shí)，可以使其內(nèi)部的霍爾傳感器組產(chǎn)生感應(yīng)電壓，智能模塊中預(yù)存了電壓值與距離值數(shù)值關(guān)系，采集到感應(yīng)電壓后即可將其換算為距離值。
[0006]具體的，所述霍爾傳感器組沿振搗棒棒體串聯(lián)布置，并永久安裝固定于棒體內(nèi)部，無需再次裝拆。其中，智能采集模塊用于實(shí)時(shí)采集感應(yīng)電壓并計(jì)算手至棒頭距離，并封裝在設(shè)備盒中，盒體固定在振搗棒上并與霍爾傳感器組連接。
[0007]具體的，所述手持部位定位模塊的衛(wèi)星天線安裝固定在操作人員兩肩。振搗棒棒頭坐標(biāo)位置的實(shí)時(shí)獲取首先基于“基于雙GPS和姿態(tài)校正的振搗棒工作位置模糊定位方法(專利號(hào)2015062600573380)”，由振搗作業(yè)時(shí)操作人員兩肩的定位坐標(biāo)推算得到手握棒位置，然后根據(jù)該位置至棒頭距離和振搗棒三向傾角計(jì)算得到。
[0008]具體的，所述振搗狀態(tài)電流采集設(shè)備由互感器模塊和電流處理模塊組成，所述振搗狀態(tài)音頻采集設(shè)備由拾音器模塊和音頻處理模塊組成，根據(jù)非接觸式振搗時(shí)間智能檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法判斷振搗棒作業(yè)狀態(tài)，非接觸式振搗時(shí)間智能檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法詳見發(fā)明人的另一件專利2014104379939。
[0009]具體的，所述無線通訊模塊包括3G/GPRS/WIFI通訊模塊。
[0010]本發(fā)明同時(shí)提出應(yīng)用上述一種振搗有效深度及狀態(tài)智能檢測(cè)設(shè)備的方法，包括以下步驟:a.獲取振搗棒的實(shí)時(shí)作業(yè)信息，所述作業(yè)信息包括操作人員手握棒位置至棒頭距離、棒頭坐標(biāo)、作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)角度；
b.云端服務(wù)器通過無線通訊模塊獲取作業(yè)信息；
c.云端服務(wù)器對(duì)獲取的作業(yè)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和顯示，判斷振搗是否有效并計(jì)算出振搗深度，并將結(jié)果輸入振搗質(zhì)量判斷參數(shù)集，用于質(zhì)量判定。
[0011 ]具體的，步驟a還包括以下步驟:
al.通過衛(wèi)星衛(wèi)星定位模塊實(shí)時(shí)獲取操作手持棒部位坐標(biāo)； a2.通過霍爾采集裝置獲取操作人員手握棒位置至棒頭距離； a3.通過三向角度傳感器采集振搗棒三向傾角； a4.計(jì)算推算獲取振搗棒棒頭坐標(biāo)； a5.通過振搗狀態(tài)電流和音頻采集設(shè)備獲取振搗作業(yè)狀態(tài)；
具體的，步驟b所述的云端服務(wù)器可以對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計(jì)算存儲(chǔ)，且無需配置復(fù)雜昂貴硬件設(shè)施，僅需用連接網(wǎng)絡(luò)的電腦遠(yuǎn)程登錄訪問服務(wù)器即可。用戶通過網(wǎng)絡(luò)并基于授權(quán)權(quán)限訪問登陸平臺(tái)，對(duì)混凝土振搗作業(yè)進(jìn)行查詢、評(píng)價(jià)和改進(jìn)。
[0012]具體的，步驟c中棒體在混凝土中振搗深度，其確定方法為:
判定并記錄每一次振搗棒作業(yè)中插入時(shí)刻棒頭坐標(biāo)參數(shù)為Pi(xi，yi, zi, ti)、拔出時(shí)刻棒頭坐標(biāo)參數(shù)為Pj(Xj,Zitj);可求出該次有效振搗作業(yè)時(shí)間為(tj -to，振搗深度為(z1- min(zi,...zj))0
[0013]發(fā)明原理:本發(fā)明采用傳感器對(duì)振搗棒在每次振搗過程中的實(shí)時(shí)作業(yè)信息進(jìn)行采集，包括振搗深度、傾斜角、插入/拔出混凝土狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判定，判斷振搗是否有效并精確獲取振搗深度和振搗時(shí)間，再配合定位模塊獲取振搗棒棒頭坐標(biāo);上述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過參數(shù)化模型分析計(jì)算，即可進(jìn)行全面混凝土澆筑振搗質(zhì)量監(jiān)控，從而有效反饋過振、漏振和欠振情況，克服傳統(tǒng)方法無法實(shí)時(shí)判斷振搗作用范圍、振搗深度和振搗時(shí)間。
[0014]有益效果:本發(fā)明通過相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下顯著的進(jìn)步:
1.本發(fā)明無需人工干預(yù)，解決了人工判斷誤差，使得振搗深度及狀態(tài)的判定過程智能化，且獲得作業(yè)過程數(shù)據(jù)精度高，穩(wěn)定可靠。
[0015]2.微型衛(wèi)星天線通過穿戴方式固定在操作人員肩部，既便于操作人員施工作業(yè)，又保證天線不受遮擋影響，確保手持部位坐標(biāo)的解算過程快速和穩(wěn)定。
[0016]3.手持部位至棒頭距離采集通過霍爾傳感器組以非接觸式感應(yīng)電壓方法實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定高效，并且傳感器組永久安裝固定于棒體內(nèi)部，避免與新拌混凝土直接接觸而導(dǎo)致磨損，無需再次裝拆，方便耐用。
[0017]4.借助三向角度傳感器和手持棒與棒頭距離推算棒頭坐標(biāo)，提高了振搗棒實(shí)時(shí)作業(yè)坐標(biāo)軌跡的精準(zhǔn)度。
[0018]5.基于振搗棒插拔混凝土?xí)r其棒體內(nèi)工作電流和振動(dòng)聲音頻率變化，對(duì)振搗棒工作狀態(tài)進(jìn)行了雙重判定，有效提高了振搗棒工作狀態(tài)判斷及后續(xù)振搗時(shí)間計(jì)算的可靠性與穩(wěn)定性。
[0019 ]除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明的混凝土有效振搗深度及狀態(tài)實(shí)時(shí)智能判定設(shè)備及方法所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖做出進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:振搗棒上I，三向角度傳感器2，拾音器模塊3，霍爾傳感器組4，電箱5，互感器模塊6，衛(wèi)星定位模塊7，磁性手套8，開發(fā)板9。
【具體實(shí)施方式】