專利名稱：沉管灌注樁質(zhì)量監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種質(zhì)量監(jiān)測儀，特別是用于沉管灌注類型樁施工中的質(zhì)量監(jiān)測儀。
沉管灌注樁在國內(nèi)外已普遍應(yīng)用，由于灌注的隱蔽性，目前尚無相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)測手段，在沉管灌注工藝中沉管速度、灌注高度、管內(nèi)砼狀態(tài)、撥管速度等只靠施工人員的經(jīng)驗掌握和控制，稍有不慎就會出現(xiàn)斷樁、縮徑、樁長不足等質(zhì)量事故，使承載力達不到設(shè)計要求。
本實用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡單，能跟蹤檢測沉管深度、灌注高度、貫入度、撥管速度、管內(nèi)砼狀況等參數(shù)的質(zhì)量監(jiān)測儀。
本實用新型由傳感器、裝置在殼體內(nèi)的電子線路等諸部分組成，各路電信號由傳感器輸入各檢測電路，經(jīng)檢測電路進入顯示、報警、記錄等電路(1)、管內(nèi)砼狀況檢測電路。在沉管(1)端部設(shè)置砼傳感器(2)和砼遙測采樣器(3)，砼信號通過無線(或有線)傳輸方式送至砼遙測接收器(4)，該接收器分別與報警顯示器(5)、磁帶記錄器(6)的信號輸入端相連接。砼傳感器為電容－電壓式。
(2)、沉管深度監(jiān)測電路。在沉管卷揚機傳動輪(7)上安裝有光電盤(8)，相應(yīng)設(shè)置了紅外光電傳感器(9)，其輸出端與數(shù)字深度儀的輸入端相接。數(shù)字深度儀由系數(shù)乘法器(10)、可逆計數(shù)器(11)、數(shù)字顯示器(12)串聯(lián)、可逆計數(shù)器(11)的另一輸出端與深度脈沖調(diào)制器(13)和磁記錄器(6)連接組成。當沉管由上至下運動時，光電傳感器輸出正脈沖計數(shù)器(11)作零計數(shù)，沉管由下至上運動輸出負脈沖計數(shù)器(11)作負計數(shù)。光電傳感器輸出的正負脈沖均由雙系數(shù)乘法器(10)分頻做精度調(diào)整。
(3)、貫入度檢測電路。在振動主電機電流表次級線圈上設(shè)置電流(貫入力)傳感器(14)，通過導線與光電耦合器(15)的輸入端相接后，與定時器(16)、計數(shù)器(17)、訊響顯示器(18)串接，同時，沉管深度監(jiān)測電路的光電傳感器(9)的輸出信號接入計數(shù)器(17)，計數(shù)器(17)的另一輸出信號亦反饋入定時器(16)。該電路在沉管加壓主電機電流增至90－120A時，定時器(16)工作，輸出2分鐘定時脈沖，若2分鐘沉降深度小于2cm，訊響顯示器(18)訊響，指示貫入度已達到，若2分鐘內(nèi)沉降大于2cm，計數(shù)器(17)輸出進位脈沖，使定時器復零重新計時檢測，直至2分鐘內(nèi)沉降小于2cm為止。該電路可準確的控制貫入度是否達標，不受人為影響。
(4)、撥管速度監(jiān)測電路。它由秒脈沖定時器(19)、負脈沖計數(shù)器(20)、報警顯示器(21)串聯(lián)組成，秒脈沖定時器(19)的輸入端與貫入度檢測電路的訊響顯示器(18)相接；負脈沖計數(shù)器(20)的另一輸入端與沉管深度監(jiān)測電路的系數(shù)乘法器(10)的輸出信號相連。當貫入度達到后，訊響器工作，使定時器(19)產(chǎn)生秒脈沖控制計數(shù)器(20)工作狀態(tài)，當1秒內(nèi)計數(shù)器(20)通過脈沖數(shù)大于10(等于1.66cm)，報警顯示器(21)工作，發(fā)出信號警告操作人員撥管過快，撥管速度快慢報警的控制取決于計數(shù)器開啟通過脈沖數(shù)目的多少，電路設(shè)計為可調(diào)式，可根據(jù)需要設(shè)定。
(5)、磁帶自控記錄電路。它將上述檢測電路檢測出的管內(nèi)砼狀況、沉管深度(樁孔長)、灌注高度(柱長)、撥管速度等數(shù)據(jù)做磁信息自動走帶存儲。該電路由磁記錄器(6)、砼脈沖調(diào)制器(22)、深度脈沖調(diào)制器(13)、時間脈沖調(diào)制器(23)走帶電機脈寬調(diào)制器(26)、走帶同步控制器(25)組成。磁記錄器(6)為四磁道，1、2道與砼調(diào)制器(22)輸出端連接，3、4道分別與深度脈沖調(diào)制器(13)輸出端連接，走帶控制器(25)輸入端與貫入度訊響器(24)連接、輸出端與走帶脈寬調(diào)制器(26)連接，用于控制電機(27)的運行及速度。該電路可完成貫入度達到后對撥管灌注各項指標進行自動同步記錄；另外，在走帶控制器設(shè)置備忘磁記錄開關(guān)K，它不受貫入度的約束，按下后即可走帶，用于備忘記錄樁號。
(6)、信息分析電路。該電路由四通道脈沖解調(diào)器(28)、放大器(29)、頻譜分析儀(30)、打印機(31)串聯(lián)組成，解調(diào)器(28)的輸入端與磁帶機(6)的輸出端連接。解調(diào)器的作用是將磁帶機記錄的各種調(diào)頻脈沖信號解調(diào)成超低頻信號，再通過頻譜分析儀采樣分析，最終打印出各柱灌注樁形及數(shù)據(jù)。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡單，自動跟蹤檢測沉管深度、灌注速度、貫入度、撥管速度、管內(nèi)砼狀況等參數(shù)，適時報警的特點，還可以自動記錄和打印各灌注樁形及檢測的數(shù)據(jù)。


圖1為本實用新型管內(nèi)砼狀況檢測電路框圖；圖2為本實用新型沉管深度及貫入度檢測電路框圖；圖3為本實用新型撥管速度監(jiān)測電路框圖；圖4為本實用新型磁帶自控記錄電路框圖；圖5為本實用新型信息分析電路框圖；圖6為本實用新型樁灌注時各參量的電壓坐標圖；圖7為本實用新型砼采樣電路原理框圖；圖8為本實用新型電原理框圖；圖9為本實用新型電原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述如圖7、8所示，沉管處于非振動狀態(tài)時，采樣器自給電源系統(tǒng)的電子延時器為放電終止，采樣器無電源電路不工作。當沉管處于振動狀態(tài)時，振動一電壓變換器有交流電壓輸出，經(jīng)升壓器升壓后送入橋式整流器，穩(wěn)壓器成為直流電，電流一部分送入蓄電器，一部分供給采樣器各電路使采樣器工作，壓控振蕩器產(chǎn)生振蕩，此時若沉管內(nèi)有砼，壓控振蕩器輸出中心頻率為3KHZ的調(diào)頻脈沖，經(jīng)高頻調(diào)制后由沉管作天線發(fā)出。若沉管停止振動，由于電子開關(guān)延時器已被觸發(fā)仍然導通，蓄電器電流繼續(xù)向采樣器提供電源，采樣器繼續(xù)工作直至延時時間結(jié)束(約10分鐘)為止。從而保證了在停振后仍可檢測一段時間。
接收器由天線(沉管)收到信號后經(jīng)放大、鑒頻、限幅得到3KHZ砼調(diào)頻脈沖，此信號一路送磁帶機作為砼信號跟蹤磁記錄，另一路經(jīng)低通濾波，直流放大送入門電路及報警器，當輸入低通濾波器的信號為中心頻率(3KHZ)時，解調(diào)電壓為零，報警器不工作。當沉管內(nèi)無砼時由于C值減小，使采樣器壓控振蕩器頻率增高，接收機鑒頻器輸出端得到的調(diào)頻脈沖高于3KHZ，經(jīng)解調(diào)放大達門限電壓，使報警電路導通報警。
振動沉管開始后，沉管由地面向下運動，此時卷揚傳動輪正轉(zhuǎn)紅外光電傳感器A端首先被擋，整形器輸出正脈沖，經(jīng)系數(shù)乘法器分頻由可逆數(shù)器做加計數(shù)，顯示器數(shù)值由小增大顯示相應(yīng)進尺深度，當沉管由下向上運動(撥管)時，傳感器B端先被擋，整形器輸出負脈沖可逆計數(shù)器做減計數(shù)，數(shù)字顯示器數(shù)值減小顯示相應(yīng)撥管深度。
沉管達預定深度電機加壓，力傳感器電流增至90－120A時，電子開關(guān)導通將＋6V電源送至計時器和計數(shù)器，此時計時器輸出2分鐘脈寬至計數(shù)器，計數(shù)器接收由整形器送來的負脈沖進行計數(shù)，若脈沖數(shù)目大于10(脈沖數(shù)目根據(jù)時間設(shè)定)，計數(shù)器輸出復位脈沖使分頻器復零進行下一個2分鐘計時，直至2分鐘內(nèi)無復位脈沖輸出。當計數(shù)器輸出端脈沖數(shù)在1－10范圍時與門A端為高電平，大于10為低電平，與門B端在計時器從0－2分鐘期間時為低電平，滿2分鐘為高電平，因此保證了只有在滿2分鐘計時且沉降小于10個脈沖，與門方可導通使訊響器工作，指示貫入度已達到標準，否則計數(shù)器將循環(huán)輸出復位脈沖，使計數(shù)器重新計時。
當貫入度達到后，由門電路輸出的高電平使開關(guān)電路導通＋6V電源送至撥管計數(shù)器、走帶脈寬調(diào)制器。當沉管撥管，由整形器來的負脈沖進入計數(shù)器CP端，計數(shù)器控制端由秒脈沖器控制，當1秒內(nèi)CP端收到撥管負脈沖小于8計數(shù)器輸出低電平，當大于8(1.66cm)輸出高電平，顯示報警器報警，指示撥管過快。
由整形器來的負脈沖同時控制走帶延時開關(guān)電路，此電路每收到1個負脈沖開關(guān)導通1秒走帶電機運轉(zhuǎn)1秒，當撥管連續(xù)進行時，負脈沖源源送來，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)，若撥管停止或反方面運動電機停轉(zhuǎn)。從而保證了只有在貫入度達到后撥管灌注時進行磁記錄。
由于砼、深度、撥管高度、時間信號均屬變化緩慢的超低頻信號，直接用普通磁帶機記錄頻帶不夠，因此設(shè)計磁帶記錄信號調(diào)制系統(tǒng)，系統(tǒng)的工作情況是由鑒頻限幅器輸出的砼調(diào)頻脈沖(經(jīng)采樣器調(diào)制)進入磁帶記錄器1、2磁道，可逆計數(shù)器送來的M脈沖經(jīng)深度調(diào)制器轉(zhuǎn)換為1KHZ調(diào)頻脈沖送第3磁道，由計時器分頻器輸出的t信號由分脈沖調(diào)制器轉(zhuǎn)換為1KHZ調(diào)頻脈沖送第4磁道。當貫入度達到后進行撥管時，上述各種調(diào)頻脈沖均可記錄到磁帶上。
受振拔機工作時的振動特定條件所約束，分析打印系統(tǒng)不設(shè)在機械上而是在試驗室內(nèi)進行。
將磁帶記錄的有關(guān)樁灌注過程的全部調(diào)頻信號，輸入到調(diào)頻脈沖解調(diào)器，見圖5通過解調(diào)器使調(diào)頻脈沖還原為原始信號，再經(jīng)過頻譜分析儀采樣分析打印出樁灌注圖形。見圖6，圖為樁灌注時各參量的電壓坐標圖，其中Vo3是深度L每格等于1m，V04是時間t每格等于1分鐘，V01，V02是管內(nèi)左右砼的狀況，當左右砼傳感器均有砼通過時，正負電壓偏離零點，當無砼時正負電壓接近零點。此圖全面示出樁灌注時沉管孔深、灌注樁深、撥管速度、砼灌注情況等重要數(shù)據(jù)，不受人為因素影響，是一種理想的沉管灌注樁施工質(zhì)量監(jiān)測措施。
權(quán)利要求1.一種沉管灌注樁質(zhì)量監(jiān)測儀，由傳感器、顯示報警電路及裝置在殼體內(nèi)的電子線路等諸部分組成，其特征在于a、管內(nèi)砼狀況檢測電路在沉管(1)端部設(shè)置傳感器(2)和砼遙測采樣器(3)，砼信號通過無線傳輸方式送至砼遙測接收器(4)，該接收器分別與報警顯示器(5)、磁帶記錄器(6)的信號輸入端相接b、沉管深度監(jiān)測電路在沉管卷揚機傳動輪(7)上安裝有光盤(8)，相應(yīng)設(shè)置了紅外光電傳感器(9)，其輸出端與數(shù)字深度儀的輸入端相接c、貫入度檢測電路在振動主機電流表次級線圈上設(shè)置電流貫入力傳感器(14)，通過導線與光電耦合器(15)的輸入端相接后，與定時器(16)、計數(shù)器(17)、訊響顯示器(18)串接，同時，沉管深度監(jiān)測電路的光傳感器(9)的輸出信號接入計數(shù)器(17)，計數(shù)器(17)的另一輸出信號亦反饋入定時器(16)d、拔管速度監(jiān)測電路是由秒脈沖定時器(19)、負脈沖計數(shù)器(20)、報警顯示器(21)串聯(lián)組成，秒脈沖定時器(19)的輸入端與貫入度檢測電路的訊響顯示器(18)相接，負脈沖計數(shù)器(20)的另一輸入端與沉管深度監(jiān)測電路的系數(shù)乘法器(10)的輸出信號相接。
專利摘要本實用新型涉及一種質(zhì)量監(jiān)測儀，特別是用于沉管灌注類型樁施工中的質(zhì)量監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀由傳感器、裝置在殼體內(nèi)的電子線路等諸部分組成。它能跟蹤檢測沉管深度、灌注高度、貫入度、拔管速度、管內(nèi)砼狀況等參數(shù)，還有顯示、報警、記錄等功能。本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡單、自動跟蹤檢測、適時報警等特點?？勺詣佑涗浐痛蛴「髦嘧缎渭皺z測的數(shù)據(jù)。
文檔編號G01N27/00GK2196302SQ9322496
公開日1995年5月3日 申請日期1993年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月23日
發(fā)明者孟德仁 申請人:黑龍江省寒地建筑科學研究院