本發(fā)明涉及用于檢測(cè)被投入灌注管中的粒狀材料的技術(shù)。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，為了檢測(cè)投入到灌注管中的混凝土的量，已知將用于檢測(cè)從混凝土受到的壓力的壓力傳感器設(shè)置于灌注管的內(nèi)壁面的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)、以及利用激光光線計(jì)測(cè)從灌注管的上端至上表面的距離的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)2、3)等。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平2002-180666號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平2008-75333號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開平2009-83353號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

對(duì)于在灌注管的內(nèi)壁面上設(shè)置壓力傳感器這樣的結(jié)構(gòu)，存在如下?lián)鷳n：壓力傳感器的檢測(cè)面由于所投入的粒狀材料(在本申請(qǐng)中，粒狀材料是指以“土”、“砂子”、“砂石、碎石”、“石頭”為例的由許多粒狀物構(gòu)成的材料、或者這些材料中的2種以上的混合物)而破損。另外，在將粒狀材料投入灌注管而在水底筑造臺(tái)狀物這樣的情況下，如果將含有水分并漿化的粒狀材料投入灌注管中，則會(huì)產(chǎn)生氣泡或污濁。在上述那樣的利用激光光線計(jì)測(cè)從灌注管的上端至粒狀材料的上表面這樣的比較長(zhǎng)的距離的情況下，這樣的氣泡或污濁可能會(huì)成為誤測(cè)的主要原因。即使在利用超聲波從上表面或者從側(cè)面檢測(cè)投入到灌注管中的材料的方法中，也會(huì)由于粒狀材料的投入所引起的氣泡或污濁而難以實(shí)現(xiàn)正確的檢測(cè)。

因此，本發(fā)明的目的在于提供如下這樣的結(jié)構(gòu)：因所投入的粒狀材料而導(dǎo)致破損的擔(dān)憂較小，且能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的檢測(cè)。

用于解決問(wèn)題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種粒狀材料檢測(cè)裝置，其特征在于，所述粒狀材料檢測(cè)裝置具有：2個(gè)透明部件，它們構(gòu)成灌注管的內(nèi)壁面，且被設(shè)置在互相面對(duì)的位置；發(fā)光構(gòu)件，其被配置在一個(gè)所述透明部件的外側(cè)；受光構(gòu)件，其被配置在另一個(gè)所述透明部件的外側(cè)；以及檢測(cè)構(gòu)件，其根據(jù)由所述發(fā)光構(gòu)件發(fā)出的光中的被所述受光構(gòu)件接收的光的光子或照度，檢測(cè)被輸送到所述灌注管的投入口中的粒狀材料是否到達(dá)了所述發(fā)光構(gòu)件和所述受光構(gòu)件的位置。

所述受光構(gòu)件和所述檢測(cè)構(gòu)件可以由光子傳感器構(gòu)成。

所述受光構(gòu)件和所述檢測(cè)構(gòu)件可以由照度傳感器構(gòu)成。

可以是，所述粒狀材料檢測(cè)裝置具備從所述灌注管的外周突出的突出部，所述突出部的寬度比所述灌注管的直徑短，所述2個(gè)透明部件被設(shè)置于所述突出部的在寬度方向上互相面對(duì)的位置。

可以是，在所述灌注管的軸向上設(shè)置有多組所述2個(gè)透明部件、所述發(fā)光構(gòu)件以及所述受光構(gòu)件的組。

另外，本發(fā)明提供一種臺(tái)狀物筑造方法，其中，向灌注管的投入口輸送粒狀材料，利用技術(shù)方案1～5中的任意一項(xiàng)所述的粒狀材料檢測(cè)裝置檢測(cè)所述粒狀材料，并將所述粒狀材料從所述灌注管的排出口排出，在水中筑造臺(tái)狀物。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，因所投入的粒狀材料而導(dǎo)致破損的擔(dān)憂較小，且能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1是概要性地示出粒狀材料投入設(shè)備1的構(gòu)造的立體圖。

圖2是示出粒狀材料檢測(cè)裝置50的結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是示出粒狀材料s被投入到灌注管20中時(shí)的樣子的圖。

圖4是示出變形例的粒狀材料檢測(cè)裝置509a的構(gòu)造的圖。

圖5是示出作為比較例的發(fā)光部511和受光部512的結(jié)構(gòu)的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。圖1是概要性地示出粒狀材料投入設(shè)備1的構(gòu)造的立體圖。在行走臺(tái)車10上，設(shè)置有作為粒狀材料投入路徑而沿鉛直方向延伸的灌注管20。該行走臺(tái)車10能夠沿著第1引導(dǎo)部30在箭頭x方向上移動(dòng)，并且借助未圖示的驅(qū)動(dòng)手段移動(dòng)至箭頭x方向上的任意位置。行走臺(tái)車10和第1引導(dǎo)部30能夠沿著第2引導(dǎo)部40在與箭頭x方向垂直的箭頭y方向上移動(dòng)，并借助未圖示的驅(qū)動(dòng)手段一體地移動(dòng)至箭頭y方向上的任意位置。第2引導(dǎo)部40借助朝向水底方向延伸的被稱作樁腳的多根腿部(省略圖示)相對(duì)于水底被固定。

灌注管20例如是雙層結(jié)構(gòu)的筒體，且通過(guò)使這些筒體相對(duì)滑動(dòng)而能夠在鉛直方向上伸縮。在投入粒狀材料時(shí)，灌注管20下端的排出口21位于水底附近，上端的投入口22處于水上。含有水分并漿化了的粒狀材料從未圖示的材料供給船經(jīng)由軟管配管等輸送路徑被投入灌注管的投入口22中，并穿過(guò)灌注管20的內(nèi)部落下到水底?；蛘?，也可以從材料供給船直接向灌注管內(nèi)投入粒狀材料。

例如，在水底大范圍地筑造平坦的臺(tái)狀物的工程的情況下，重要的是，使灌注管20的下端的排出口21的位置移動(dòng)，檢測(cè)并管理灌注管內(nèi)的粒狀材料的蓄積量，以使臺(tái)狀物的竣工形狀(頂端高度)處于規(guī)定的基準(zhǔn)內(nèi)。

因此，在灌注管20的軸向上的多個(gè)位置分別設(shè)置有檢測(cè)粒狀材料的有無(wú)的粒狀材料檢測(cè)裝置50。在圖1中，例示了3個(gè)粒狀材料檢測(cè)裝置50－1、50－2、50－3，但其數(shù)量和設(shè)置位置任意。在灌注管20的內(nèi)部空間中,當(dāng)粒狀材料從水底向上方逐漸蓄積時(shí)，在多個(gè)粒狀材料檢測(cè)裝置50－1～50－3中，從處于下方的粒狀材料檢測(cè)裝置朝向處于上方的粒狀材料檢測(cè)裝置依次檢測(cè)出粒狀材料。

圖2是示出粒狀材料檢測(cè)裝置50的構(gòu)造的圖。在圖2中，(a)是灌注管20的軸向剖視圖，(b)是灌注管20的徑向剖視圖。在灌注管20的內(nèi)壁面上，在通過(guò)灌注管20的截面圓的直徑的直線上的互相面對(duì)的位置處，設(shè)置有從灌注管20的內(nèi)部向外部貫通的孔部201、202。例如由聚碳酸酯等構(gòu)成的2個(gè)透明部件501、502通過(guò)例如緊固螺絲等以堵塞該孔部201、202的方式固定件安裝于灌注管20。即，透明部件501、502構(gòu)成灌注管20的內(nèi)壁面，且設(shè)置在互相面對(duì)的位置。

在一個(gè)透明部件501的外側(cè)，配置有例如鹵鎢燈等發(fā)出包含各種波長(zhǎng)的光的發(fā)光部503，在另一個(gè)透明部件502的外側(cè)，配置有例如光電二極管等受光部504。在發(fā)光部503和受光部504的上方分別設(shè)置有保護(hù)罩505、506。該保護(hù)罩505、506防止了如下情況：由于例如沒(méi)有從投入口22投入到灌注管20的內(nèi)部而是落下到灌注管20的外周附近的粒狀材料等，導(dǎo)致發(fā)光部503和受光部504破損。將這些透明部件501、502、發(fā)光部503、受光部504和保護(hù)罩505、506作為1組，在灌注管20的軸向上設(shè)有多組這樣的組。

與受光部504連接的檢測(cè)部507根據(jù)發(fā)光部503所發(fā)出的光中的被受光部504接收的光的光量，檢測(cè)投入到灌注管20中的粒狀材料是否到達(dá)了發(fā)光部503和受光部504的位置。受光部504和檢測(cè)部507構(gòu)成了所謂的光子傳感器。光子傳感器是根據(jù)在規(guī)定的波長(zhǎng)帶中接收的光的光子進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。

在此，對(duì)于在本實(shí)施方式中使用光子傳感器的理由進(jìn)行說(shuō)明。通常，對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)，感知555nm的綠色附近的波長(zhǎng)的光的敏感度最好，波長(zhǎng)越是接近紅色或紫色，敏感度越遲鈍。即，人眼對(duì)于橙、黃、綠附近的敏感度較高，對(duì)于紅、藍(lán)、紫等的敏感度較低。因此，需要具有與人眼的敏感度一致的曲線(相對(duì)光譜靈敏度曲線)的明亮度的單位，并將其稱作照度。檢測(cè)照度的照度傳感器是與人眼對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)的敏感度特性一致的傳感器，在作為人眼可以看到的可見光的最重要的555nm附近，設(shè)定有敏感度的峰值。

與此相對(duì)，光子傳感器檢測(cè)光的粒子即光子的數(shù)量。該光子傳感器主要是為了調(diào)查植物的光合作用的狀態(tài)，而在葉綠素的吸收波長(zhǎng)帶即400nm至700nm的波長(zhǎng)帶中計(jì)測(cè)每單位時(shí)間和單位面積入射的光子的個(gè)數(shù)。即，照度傳感器計(jì)測(cè)555nm附近的波長(zhǎng)的光能，與此相對(duì)，光子傳感器在400nm至700nm的波長(zhǎng)這樣的、比照度傳感器的敏感度幅度廣的波長(zhǎng)帶中設(shè)定有敏感度幅度，并在該整個(gè)波長(zhǎng)帶中計(jì)測(cè)接收到的光子的數(shù)量。

根據(jù)“港灣技研資料no.769mar.1994關(guān)于激光在濁水中的衰減的實(shí)驗(yàn)高橋英俊佐藤榮治運(yùn)輸省港灣技術(shù)研究所”第11頁(yè)右欄第2行～第5行的記載，在純水中，波長(zhǎng)為500nm的藍(lán)綠帶的激光光線的衰減最少，但是，在濁水中，對(duì)應(yīng)于粒子的直徑存在藍(lán)綠帶的激光光線的衰減比紅色的激光光線的衰減大的情況。如果將該事實(shí)應(yīng)用于本實(shí)施方式，則在將漿化的粒狀材料投入到灌注管20中時(shí)，根據(jù)在水中含有的粒子的組成的不同，衰減較大的波長(zhǎng)帶可能發(fā)生變化。在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用在400nm～700nm這樣比較廣的波長(zhǎng)帶中具有固定的敏感度的光子傳感器而不是使用敏感度與555nm這樣的特定的窄波長(zhǎng)帶一致的照度傳感器，由此，即使衰減波長(zhǎng)帶對(duì)應(yīng)于水中的粒子直徑發(fā)生了變動(dòng)，也能夠更加正確地確定發(fā)光部503所發(fā)出的光中的由受光部504接收的光的光量，而與該變動(dòng)無(wú)關(guān)。

圖3是示出粒狀材料被投入灌注管20時(shí)的樣子的圖。在灌注管20的內(nèi)部，當(dāng)粒狀材料s從水底b向上方逐漸蓄積時(shí)，首先，在處于最下方的發(fā)光部503和受光部504處，從發(fā)光部503發(fā)出的光f被粒狀材料s阻擋而沒(méi)有到達(dá)受光部504，受光部504所接收的光的光子的數(shù)量一直小于閾值。

另一方面，在比此處靠上方的發(fā)光部503和受光部504處，從發(fā)光部503發(fā)出的光沒(méi)有被蓄積的粒狀材料s阻擋。此時(shí)，即使受到在灌注管20的內(nèi)部落下來(lái)的粒狀材料s、或投入粒狀材料時(shí)的水中的氣泡或污濁的影響而導(dǎo)致由受光部504接收的光的光子數(shù)暫時(shí)小于上述閾值，也不是一直小于閾值。在由受光部504接收的光的光子的數(shù)量在預(yù)先決定的某個(gè)期間以上小于閾值的情況下，檢測(cè)部507檢測(cè)出投入到灌注管20中的粒狀材料s到達(dá)了該受光部504的位置。

這樣，從處于下方的發(fā)光部503起朝向處于上方的發(fā)光部503依次發(fā)生如下情況：從發(fā)光部503發(fā)出的光被粒狀材料s阻擋而沒(méi)有到達(dá)受光部504，由此，受光部504所接收的光的光子數(shù)在某個(gè)期間以上小于閾值。由此，能夠確定該時(shí)刻的灌注管20內(nèi)的粒狀材料的上端的位置，因此，作業(yè)員只要在認(rèn)為到達(dá)了所希望的位置的時(shí)刻執(zhí)行停止投入粒狀材料的作業(yè)即可。然后，作業(yè)員使行走臺(tái)車10移動(dòng)至下一個(gè)投入地點(diǎn)，再次與上述相同地一邊調(diào)整粒狀材料的投入量一邊執(zhí)行該投入作業(yè)。

根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式，發(fā)光部503和受光部504被設(shè)置在相對(duì)于灌注管20的內(nèi)部隔著透明部件501、502的位置，因此，其發(fā)光面和受光面不會(huì)由于所投入的粒狀材料自身而破損。另外，由于在發(fā)光部503和受光部504的上方設(shè)有保護(hù)罩505、506，因此，也能夠防止例如因落下到灌注管20的外周附近的粒狀材料等而導(dǎo)致的破損。而且，為了檢測(cè)粒狀材料的有無(wú)而使用了光子傳感器，因此，即使特定波長(zhǎng)帶的光例如由于水中的粒子組成而發(fā)生了衰減，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的檢測(cè)。另外，雖然也可以考慮例如對(duì)粒狀材料的蓄積狀態(tài)進(jìn)行攝像并通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)檢測(cè)粒狀材料的有無(wú)、或者使用超音波來(lái)檢測(cè)粒狀材料的有無(wú)的方法，但可以想到，這些方法容易受到粒狀材料投入時(shí)的氣泡或渾濁的影響，與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，使用了在某個(gè)期間內(nèi)接收到的光的光子，因此比較不容易受到氣泡或渾濁的影響。

(變形例)

可以使上述的實(shí)施方式如以下這樣變形。

＜變形例1＞

在實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的情況下，將發(fā)光部503和受光部504配置在通過(guò)灌注管20截面圓的直徑的直線上。但是，在灌注管20的直徑較長(zhǎng)的情況下，從發(fā)光部503發(fā)出的光在到達(dá)受光部504之前大幅衰減，也存在發(fā)生誤測(cè)的可能性。在此，圖4是示出變形例的粒狀材料檢測(cè)裝置50a的構(gòu)造的圖。粒狀材料檢測(cè)裝置50a具備突出部508，所述突出部508以比灌注管20的直徑短的寬度從灌注管20的外周進(jìn)一步朝向外部突出。透明部件501、502被設(shè)置于該突出部508的在寬度方向上互相面對(duì)的位置，在一個(gè)透明部件501的外側(cè)配置有發(fā)光部503，在另一個(gè)透明部件502的外側(cè)配置有受光部504。在發(fā)光部503和受光部504的上方設(shè)置有保護(hù)罩(省略圖示)。將這些透明部件501、502、發(fā)光部503、受光部504和保護(hù)罩505、506作為1組，在灌注管20的軸向上設(shè)有多組這樣的組。這樣，即使在灌注管20的直徑較長(zhǎng)而擔(dān)憂光的衰減的情況下，只要將突出部508的寬度調(diào)整為更短的寬度，檢測(cè)精度也不會(huì)降低。

在此，圖5是示出作為針對(duì)變形例1的比較例的發(fā)光部511和受光部512的結(jié)構(gòu)的圖。在希望將從發(fā)光部511至受光部512的距離設(shè)定得比灌注管20的直徑短的情況下，也可以考慮如圖5所示那樣將發(fā)光部511和受光部512配置在不通過(guò)灌注管20的截面圓的直徑的直線上。可是，在該情況下，發(fā)光部511和受光部512的光軸方向l與構(gòu)成灌注管20的內(nèi)壁面的透明部件513、514的各自表面的法線方向d1、d2不一致，因此，從發(fā)光部511發(fā)出的光相對(duì)于透明部件513、514傾斜地(在入射角大于0度的狀態(tài)下)入射，一部分光在透明部件513、514的表面上反射。由此，產(chǎn)生光量的損失，可能成為檢測(cè)精度降低的重要原因。與此相對(duì)，通過(guò)變形例1，不會(huì)發(fā)生這樣的問(wèn)題。

＜變形例2＞

在實(shí)施方式中，使用了在400nm～700nm這樣的波長(zhǎng)帶中具有固定的敏感度的光子傳感器，而不是使用敏感度與555nm這樣的波長(zhǎng)帶一致的照度傳感器，從而，即使衰減波長(zhǎng)帶對(duì)應(yīng)于水中的粒子直徑發(fā)生了變動(dòng)，也能夠更加正確地確定受光部504所接收到的光的光量。但是，根據(jù)水中的粒子直徑或其它條件，不一定需要使用光子傳感器，如果利用照度傳感器能夠充分地確定受光部504所接收的光的光量，則也可以利用敏感度的寬度比光子傳感器窄的照度傳感器構(gòu)成本發(fā)明的受光部和檢測(cè)部。另外，也可以通過(guò)含有光子傳感器或照度傳感器等的光電傳感器構(gòu)成本發(fā)明的受光部和檢測(cè)部。

＜變形例3＞

使用粒狀材料的工作種類可以任意。

＜變形例4＞

本發(fā)明可以作為如下這樣的臺(tái)狀物筑造方法來(lái)實(shí)施：作業(yè)員一邊利用上述的粒狀材料檢測(cè)裝置50管理粒狀材料的蓄積量，一邊在水中筑造臺(tái)狀物。即，本發(fā)明提供了這樣的臺(tái)狀物筑造方法：向灌注管20的投入口22輸送粒狀材料，使用上述的粒狀材料檢測(cè)裝置50檢測(cè)該粒狀材料，并將該粒狀材料從灌注管20的排出口21排出，在水中筑造臺(tái)狀物。

在實(shí)施上述的臺(tái)狀物筑造方法時(shí)，作業(yè)員只要利用上述的粒狀材料檢測(cè)裝置50確定灌注管20內(nèi)的粒狀材料的上端的位置(即灌注管20內(nèi)的粒狀材料的蓄積量)，并在認(rèn)為粒狀材料的上端到達(dá)了以不會(huì)溢出的方式設(shè)定為上限的規(guī)定的位置的時(shí)刻，停止投入粒狀材料等，來(lái)調(diào)整粒狀材料的投入量即可。然后，作業(yè)員只要使行走臺(tái)車10移動(dòng)至下一個(gè)投入地點(diǎn)并再次一邊調(diào)整粒狀材料的投入量一邊執(zhí)行該投入作業(yè)即可。

另外，也可以是，在灌注管20的排出口22設(shè)置閥，作業(yè)員利用上述的粒狀材料檢測(cè)裝置50檢測(cè)灌注管20內(nèi)的粒狀材料的蓄積量，并對(duì)應(yīng)于該量操作上述閥，調(diào)整從灌注管20的排出口21排出的排出量。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：粒狀材料投入設(shè)備；10：行走臺(tái)車；20：灌注管；201、202：孔部；30：第1引導(dǎo)部；40：第2引導(dǎo)部；50：粒狀材料檢測(cè)裝置；501、502、513、514：透明部件；503、511：發(fā)光部；504、512：受光部；505、506：保護(hù)罩；507：檢測(cè)部；508：突出部。