一种水下锤夯沉降量无线监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种水下锤夯沉降量无线监测系统，其包括用于夯击水下抛石基床的水下夯锤、浮球、智能传感器、无线发射器、无线接收器及电脑，夯锤具有上窄下宽中间贯通的圆台型锤体，智能传感器罩设于保护罩内并固定于锤体的内侧壁，浮球浮于夯锤所在基床区域的水面，无线发射器固定于浮球并通过数据线连接智能传感器，无线接收器及电脑放置于建筑物或构筑物内。本实用新型专利技术精度高、可靠性高、安全便捷，可以连续动态监测水下锤夯的沉降量，有利于实现水下锤夯过程中的信息化施工监测，使得水下锤夯沉降量满足相关设计要求。

【技术实现步骤摘要】
一种水下锤夯沉降量无线监测系统
本技术涉及重力式码头水下锤夯施工
，具体地说，涉及一种用于水下锤夯沉降量无线监测系统。
技术介绍
随着国际航运船舶向大型化发展，我国港口码头建设已由传统岸边、有掩护水域向深水、开敞水域发展。特别是进入新世纪以来，由于预制技术、起吊和安装技术的日益提高，重力式结构日益向大型化、深水化发展。深水码头水下抛石基床往往需承受较大的沉箱荷载，相应的水下抛石基床的锤夯沉降量控制要求也相应增加。为了减少水下抛石基床在使用期经过大型沉箱压载后发生不均匀沉降而影响建码头筑物安全，需要对水下抛石基床进行有重锤夯实以减少后期沉降量。水下锤夯沉降量监测及评价是保证锤夯施工需要解决的问题，现场施工中常用浮子式水位仪监测锤夯沉降量。监测时浮子式水位仪通过钢丝绳与水位轮相配合吊下浮子直接接触水面，跟踪水位升降采用浮子式水位仪监测水下锤夯沉降量有如下的缺点：(1)钢丝绳溅水后与水位轮之间容易打滑，容易产出误差，测量的精度较低，易受海洋水文和气象条件的影响；(2)在海洋风浪较大时，人站在打夯船边上作业，存在很大的安全隐患；(3)夜间监测难度大，无法连续地自动监测，监测的数据断断续续。(4)监测数据采取人工读数及人工记录的方式，数据分析处理费时费工，整个施工区域数据处理经常滞后，也比较难做锤夯沉量历史趋势曲线分析，不利于快速评价水下抛石基床整个区域锤夯的施工质量。因此，有必要对水下锤夯沉降量的监测进行改良，既能保证水下锤夯施工中沉降量监测数据的准确性，又能保障监测的连续性，实时掌握水下基床重锤夯实施工的质量。
技术实现思路
为了解决重力式码头水下锤夯沉降量监测存在的缺点，公开了一种能保证深水码头水下锤夯沉降量测量准确性及连续性的仪器系统。本技术是通过如下技术方案实现的：一种水下锤夯沉降量无线监测系统，其包括用于夯击水下抛石基床的水下夯锤、浮球、用于测量水下夯锤水深数据的智能传感器、用于发射无线发射无线信号的无线发射器、用于接收无线发射信号的无线接收器及用于接收并记录水深数据的电脑，夯锤具有上窄下宽中间贯通的圆台型锤体，智能传感器罩设于保护罩内并固定于锤体的内侧壁，浮球浮于夯锤所在基床区域的水面，无线发射器固定于浮球并通过数据线连接智能传感器，无线接收器及电脑放置于建筑物或构筑物内。所述建筑物或构筑物为距离浮球在无线接收范围之内的陆上建筑物或陆上构筑物。所述建筑物或构筑物为距离浮球在无线接收范围之内的水上施工平台。所述智能传感器采用电阻应变压力传感器。本技术通过智能传感器将采集到的水下夯锤水深数据通过专用数据线传输给无线发射器，再由无线发射器通过无线传输方式，传输给无线接收器，然后经过数字信号转换器处理后，将数据传输到电脑，在电脑上实时显示水下夯锤水深数据。锤夯水下抛石基床时，通过监测夯击前、夯击后水下夯锤的水深数据，并将两次监测数据相减，即可以获得水下锤夯的沉降量。本技术精度高、可靠性高、安全便捷，可以连续动态监测水下锤夯的沉降量，有利于实现水下锤夯过程中的信息化施工监测，使得水下锤夯沉降量满足相关设计要求。本技术的有益效果为：(1)本技术测量精度高，成本低，克服了采用浮子式水位仪监测夜间不能测量、测量时容易时候海洋气象水文条件因素的影响。(2)本技术获得的水下锤夯沉降量监测结果可以通过电脑屏幕直接显示读出，历史数据可以记录存储，实现了对水下锤夯沉降量的自动监测功能。(3)本技术有利于实现水下锤夯放过程中的信息化施工，作业时间不受昼夜影响，掌握水下基床重锤夯实的施工质量，为后期的水下抛石基床整平提供参考依据。附图说明下面结合附图对本技术做进一步详细的说明：图1是本技术系统示意图；图2是保护罩结构示意图。附图标记列表：1－夯锤，2－智能传感器，3－保护罩，3.1－螺栓，3.2－薄钢片，4－数据线，5－浮球，6－无线发射器，7－移动电源，8－无线接收器，9－数字信号转换器，10－笔记本电脑。具体实施方式如图1所示为本技术的水下锤夯沉降量无线监测系统，其包括用于夯击水下抛石基床的水下夯锤1、浮球5、用于测量水下夯锤水深数据的智能传感器2、用于发射无线信号的无线发射器6、用于接收无线发射信号的无线接收器8及用于接收并记录水深数据的笔记本电脑10等。夯锤具有上窄下宽中间贯通的圆台型锤体，智能传感器2罩设于防水保护罩3内并固定于锤体的内侧壁，浮球5浮于夯锤所在基床区域的水面，无线发射器6固定于浮球5并通过数据线4连接智能传感器2，无线接收器8及笔记本电脑放置于距离浮球在无线接收范围之内的陆上建筑物或陆上构筑物。智能传感器采用电阻应变压力传感器，传感器电阻应变片是将被测量压力信号转换为电信号的敏感器件，当电阻受到压力作用的时候，硅片电阻的电阻率发生变化，从而使输出电压发生变化，能够实现水深度(水压力)的测量。依据智能传感器尺寸定制的防水钢壳保护罩2壳体断面呈半圆形，保护罩内焊接两矩形薄钢片3.2，钢片上有若干螺栓孔，通过螺丝拧紧薄钢片夹紧被橡胶包裹的智能传感器探头，钢壳保护罩焊接在夯锤边侧上，夯锤在夯击水下抛石基床时，起到保护智能传感器避免受到石块损伤的作用。数据线导体采用铜丝，耐蚀性能和抗低温性能良好；绝缘层采用氯丁橡胶护套及绝缘层厚度加厚，提高了电缆线的抗拉强度和抗海水腐蚀性能。浮球为不锈钢薄壁浮球，浮球的下半部分浸入水中，上半部分露出水面，无线发射器捆绑固定在浮球上。无线发射器选用采用USB供电，无线发射使用电源为16Ah锂电池移动电源，所采用的天线为全向吸盘天线：无线发射传输距离远：开阔地2500m传输距离，频率宽：413Mhz-453Mhz，传输速率多级可选：1200hps-38400bps，能适应海洋恶恶劣的水文气象环境条件。无线接收器8通过数字信号转换器9及笔记本电脑10COM1端口相连接，笔记本电脑给无线接收器8供电，当接无线接收器的蓝灯闪烁时表示正在接收数据，红灯闪烁时表示未接收数据或接收数据中断。数字信号转换器9将无线接收器8接收的数据信号转为笔记本电脑10COM1端口可以接收的数据信号。智能传感器2将采集到的水下夯锤水深数据通过数据线4传输给无线发射器6，再由无线发射器6通过无线传输方式，传输给无线接收器8，然后经过数字信号转换器9处理后，将数据传输到电脑10，最后在电脑屏幕实时显示出水下夯锤水深数据。锤夯水下抛石基床时，通过测量夯击前水下夯锤的水深数据和夯击后水下夯锤的水深数据，并将两次监测数据相减，即可以获得水下锤夯的沉降量。利用本技术监测水下锤夯沉降量时主要包括以下步骤：1、将智能传感器2探头用橡胶层包裹后，固定在钢壳保护罩3内，然后把保护罩焊接在夯锤1的侧壁上。2、打夯船行驶到锤夯施工的区域，通过卷扬机起吊夯锤，把夯锤悬吊至水下抛石基床表面。3、将无线发射线路连接好，打开无线发射器6移动电源开关7，把浮球5抛放在预定海面上，智能传感器2将采集到的水下夯锤水深数据通过数据线传输给搭载在浮球顶部的无线发射器6，再由无线发射器通过无线传输方式，传输给无线接收器8，然后经过数字信号转换器处理后，将数据传输到电脑，无线监测系统软件处理后，在电脑上实时显示水下夯锤所在位置的水深数据H1。4、打夯船通过卷扬机钢丝绳起吊夯锤，把夯锤悬吊距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下锤夯沉降量无线监测系统，其特征在于：包括用于夯击水下抛石基床的水下夯锤、浮球、用于测量水下夯锤水深数据的智能传感器、用于发射无线信号的无线发射器、用于接收无线发射信号的无线接收器及用于接收并记录水深数据的电脑，夯锤具有上窄下宽中间贯通的圆台型锤体，智能传感器罩设于保护罩内并固定于锤体的内侧壁，浮球浮于夯锤所在基床区域的水面，无线发射器固定于浮球并通过数据线连接智能传感器，无线接收器及电脑放置于建筑物或构筑物内。

【技术特征摘要】
1.一种水下锤夯沉降量无线监测系统，其特征在于：包括用于夯击水下抛石基床的水下夯锤、浮球、用于测量水下夯锤水深数据的智能传感器、用于发射无线信号的无线发射器、用于接收无线发射信号的无线接收器及用于接收并记录水深数据的电脑，夯锤具有上窄下宽中间贯通的圆台型锤体，智能传感器罩设于保护罩内并固定于锤体的内侧壁，浮球浮于夯锤所在基床区域的水面，无线发射器固定于浮球并通过数据线连接智能传感器，无线接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨茯苓，陈光垣，余东华，程文振，鲍树峰，陈斌，钟楠，潘华，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，中交四航局第五工程有限公司，中交四航工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44