本发明专利技术提供一种追踪与监测例如基桩等混凝土结构制造、设置及／或生命循环相关资料的系统，以及相关系统组件与追踪、储存及存取这种资料的方法。该系统使用一或多个可埋入天线组件以及感测器套件，其在混凝土浇铸前被设置在该混凝土结构外型之中。该天线从该结构提供无线资料通讯。本发明专利技术还提供一种位于结构中的记忆体，以储存与该结构有关的结构资料。同样也提供一种打入期间的桩基追踪系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术与一种长期追踪混凝土桩基及结构的监测系统有关，也与一种将这种系统设置及连接至桩基及结构的方法有关，该桩基及结构具有在其中预先浇铸的量测仪器与感测器。目前尚不具有一种从像是桩基或礅距等混凝土结构进行资讯通讯，以决定有关这种结构，或是设置这种结构所产生状况的有效方法，目前，由于手工附加应变量测仪器/加速仪等监测装置，以监测在设置期间该桩基中力量与速度的方式需要大量的工作量，因此只有大概十分之一的被监测桩基等混凝土结构进行压力负载与其应力/应变相关资料的实际监测。当桩基一般是利用围绕该结构的项颈电缆所放置，接着利用起重机举升该结构时，其无法在该桩基外侧上放置任何物品，因为其在放置期间可能具有由该项颈电缆造成损害或是切除的高风险性。目前，在放置用于打入的桩基之后，便以攀爬至想要位置，并将量测仪器与感测器附加至该固定桩基的方式，将所需要的量测仪器与感测器进行手工附加工作。这不但需要高度劳力，也耗费时间、成本，也可能对该设置人员造成安全上的风险。因此，一般只进行有限的监测，因此对该结构而言便需要较高的设计安全系数。一种在打入期间能够进行无线监测的方法便具有显著的价值，其能够减少与该测试过程有关的成本与时间，藉此进行更多的测试。然而在如此进行时存在有许多技术障碍，包含从该桩基进行感测器资料的无线传输。抵着混凝土放置一无线电频率天线或是在混凝土中埋入一无线电频率天线的基本问题，在于由于混凝土随着年代变化的大介电成分，将大大地降低该无线电频率的效能。这代表了一种非常艰难、具有挑战性的应用环境。对于具有介电常数为1.0的空气以及介电常数为80的水而言，混凝土则在20(新成)与6(与含水量有关，在经过两三个月的完全养护之后)之间变化。在此应用中的混凝土结构将在浇铸28天之后，或是在更快的时间所使用，并接着具有大约为9.0的介电常数。靠近该无线电频率天线放置相对高介电数值的混凝土，造成大多数由该(目前解调)天线所放射的能量，从该天线放射并进入混凝土之中。不论与该自由空气所相关的剩余无线电频率能量是否因为歪曲及/或不稳定样片(pattern)而严重衰减，一般的天线都是设计成在自由空气环境中进行操作。此外，在像是桩基的结构元件凝结之后，便不再搜集用于分析的资料，而在循环负载的观点中，这些资料可以用来进行该结构元件的长期稳定性与结构完整性，以及用来进行当该结构元件暴露在恶劣环境下，而可能使得该结构元件随时间降低品质并造成结构破坏的监测。令人向往的是提供一种更有效率、更节省成本的方法与系统，以在该结构的完整可用生命期间监测这种混凝土结构。更加令人向往的是，提供一种能够在浇铸与制造处理期间便能简单设置的系统，其能够利用有效成本的方法进行监测，因此便能够监测在一特定应用下的所有混凝土结构，以及特别是用于建筑物、桥梁与路基等桩基，以考量到一种更有效的使用设计，而不需要对于该完整结构的安全性与可靠性进行妥协。此外，令人向往的是提供一种对于混凝土结构进行生命循环监测的系统，该混凝土结构包含所有的混凝土结构元件，而不管是否是在设置之后切除顶部的桩基情况。同样令人向往的是提供一种不管该结构的最终状态而监测埋入量测仪器的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种追踪与监测像是基桩等混凝土结构制造、设置及/或生命循环相关资料的系统，以及相关系统组件与追踪、储存及存取这种资料的方法。在本专利技术的一观点中，提供一种具有反射器的永久性埋入天线，该天线在制造与传送期间并不从该结构表面突出。该天线是齐平插入至该混凝土结构的一侧壁，并只从该外部表面延伸至该结构之中的一有限程度，因此不需对于该结构完整性进行妥协。此外，该天线是远离该结构内部钢骨放置，以避免水气进入而造成相关结构完整性损失。该天线镶嵌/设计必须能够抵挡重复性的冲击施加环境，这种环境具有最大至大约正/负1000倍重力加速度力量的高量锤击。举例而言，这可能出现在加固混凝土桩基的打入期间。此外，该天线所处的是一种包含水气暴露的外在操作环境，但其不能保持或保留水气，以避免天线效能的损害或失效。本专利技术的天线被永久埋入至该结构中，而且其接着用完即丢，并具有低成本特性。根据本专利技术另一观点，提供一种天线装置，其在制造期间埋入于该混凝土结构表面之下。该天线装置包含一促动器，其将该天线由一第一收藏位置移动至一第二展开位置，在该第二位置处，该天线便从该混凝土表面突出。该促动器可以手动，或是由传输通过该混凝土结构的特定负载或定向冲击波所触发，像是由一桩基打入锤所形成的第一打击，或是透过一种控制命令或其他电子信号所触发。本专利技术也提供一种经济快速的感测器及量测仪器设置方法，其利用一种U型横杠悬吊组件，在浇铸之前以一种简单可重复的方式，将该感测器及量测仪器设置于一桩基外型之中。该U型横杠悬吊组件提供该感测器/量测仪器的垂直定位，减少在浇铸期间对该感测器/量测仪器可能形成的损害，而较佳的是，在浇铸之前将该感测器/量测仪器自动地放在该桩基外型的中央，以确保该感测器读取的正确性。本专利技术也提供历史追踪及记录记忆体，以允许进行桩基完整设置期间的桩基资讯追踪，该资讯也可以用来在设置期间提供工作者主动回馈。本专利技术也对于桩基以及其他混凝土结构元件提供一种生命循环监测的方法。该方法包括在一桩基外型中的绳股之间插入一或多个感测器/量测仪器，以将感测器放置在一桩基核心区域中。举例而言，这可以是应变量测仪器、加速仪、孔隙压力、温度及/或湿度感测器等等。接着进行桩基浇铸，并将该感测器一起封入。较佳的，在该外型中放置一无线电/天线组件，并利用在靠近该顶部桩基一侧上暴露至少该天线的方式，同样地预先浇铸至该桩基之中。在建构位置处打入该桩基，并在打入期间从该感测器/量测仪器套件即时获得资料。将此资料传输置一控制/监测系统，以进行即时检视并分析该打入资料。在打入桩基之后，利用一网路监测节点翻新该桩基，该网路监测节点则连接/接合至该存在的感测器/量测仪器套件。保留一已知桩基的特有位址资讯，较佳的是利用逻辑链结感测器套件位址辨识(ID)的方式，保留一已知桩基的特有位址资讯。接着将这些节点(以及来自该完整结构中其他感测器的潜在节点)连接/联播至一外部闸道，以考虑该完整结构的某些或所有结构的生命循环监测。附图说明当相关附加图示进行阅读时，可以获得对于本专利技术较佳实施例的前述总结与后续详细描述的较佳了解。为了描述的目的，图示中显示本专利技术较佳实施例。然而应该了解的是，本专利技术并不限制于所显示的精确配置。第1图为显示在一桩基外型中浇铸混凝土以形成该桩基之前，位于该外型中绳股的透视图。第2图为类似第1图的放大透视图。第3图为显示已经在该外型中浇铸混凝土之后，该桩基外型的透视图。第4图为根据本专利技术第一实施例的天线组件第一实施例分解图。第5图为将第4图中所显示的天线，埋入至像是桩基等混凝土结构一侧中的横断面图。第6图为显示位在一桩基顶部上相对天线位置的透视图。第7图为齐平镶嵌于混凝土结构表面的一可展开天线组件侧视图。第8图为第7图的天线透视图。第9图为根据本专利技术一现址可展开天线替代实施例的透视图。第10图为根据本专利技术用于形成另一天线组件的部分可拆卸反射器透视图。第11图为显示根据本专利技术一部份可拆卸第二反射器组件的透视图。第12图为一天线外壳与反射器组件的分解图，该反射器组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于形成桩基的方法，该桩基具备无线监测能力，其特征在于，该方法包括： 在一桩基外型中放入绳股； 在该绳股之间插入一感测器套件，以将该感测器套件的感测器放置于一桩基核心区域中； 在该外型中放入天线以及与该天线相关的至少一无线电传输器，使得该天线位在靠近该桩基顶部的桩基的至少两侧上； 使用电线或电缆将该感测器套件连接至所述天线的至少其中一个；以及 在该桩基外型中浇铸混凝土，以埋入该感测器套件与该天线。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：科特何克特，理查何克特，
申请(专利权)人：美商智慧结构股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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