一种混凝土标高灌注的自动化控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混凝土标高灌注的自动化控制装置及其控制方法，本装置结合控制方法可实现全自动化混凝土灌注工作，且可实现设计标高一定高度范围内的混凝土面定位，通过在一定高度范围的测量位处设置深度传感器来检测混凝土面在测量位的高度，并在主传感器的辅助下提升精确度；另外，通过深度传感器在测量位内对混凝土面高度与灌注混凝土量结合，实现混凝土面在到达预定目标位时开始逐步减少混凝土的出泵量，在达到标高位停止灌注时，流量控制阀的混凝土出泵量降到最低，可以立即关闭混凝土供应装置出泵口，避免超灌。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土标高灌注的自动化控制装置及其控制方法
本专利技术涉及基础建筑工程
，具体为一种混凝土标高灌注的自动化控制装置及其控制方法。
技术介绍
灌注桩是直接在所设计的桩位上开设截面为圆形孔，成孔后在孔内加放钢精笼，灌注混凝土而成；随着我国工程建设事业的蓬勃发展，灌注桩基础工程在高层建筑、桥梁、港口码头、海上采油平台、以及核电站等大型工程中广泛采用，但是混凝土灌注桩的标高控制一直以来是混凝土灌注桩工程施工的难点之一，难点在于灌注桩标高一般位于施工地面以下位置，无法直观获得混凝度实时浇灌高度，实际工程中只能依靠估测的方法，为了保证质量，一般会超灌过高，一方面造成成本浪费，另一方便也增加了基础开挖的难度。现有技术中也有例如公告号为CN104631517B，公开了一种钻孔灌注桩混凝土界面检测装置及方法，利用水、泥浆的电阻抗和混凝土的电阻抗具有明显差别的原理，采用固定在绝缘棒上的第一电极和第二电极测得的电阻值来判定灌注桩灌注的混凝土是否达到设计灌注目标位置的阈值电阻值，但是该专利技术方案存在以下缺陷：1.上述技术方案在第一电极和第二电极之间的电阻值到达阈值电阻值的95％～105％时停止灌注混凝土，而在实际施工中，由于采用单点式的第一电极、第二电极测电阻值，在水下灌桩时水、泥浆与混凝土混合的电阻值会导致测量参数的偏差；2.由于混凝土灌注工作常借助混凝土供应装置完成，因此在实际施工过程中，混凝土供应装置的出泵口处出泵流量较大，孔内混凝土上升的速度也较快，第一电极、第二电极之间10cm-30cm的间距在较快时间内被混凝土填充，因此即使在混凝土达到第一电极所在断面时停止灌注，混凝土供应装置已出泵的混凝土量也会导致超灌；同时，本技术方案在混凝土超过第一电极后无法获知混凝土超灌的高度；3.上述混凝土灌注装置属于半自动化产品，即需要人为查看控制装置或通过报警器报警后操作人员关闭混凝土供应装置出量停止灌注，一方面人为操控关闭混凝土供应装置的出泵存在时间差而导致更大程度的超灌；另一方面是无法获知此间灌注的混凝土面的实际高度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混凝土标高灌注的自动化控制装置及其控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的无法直观、准确检测混凝土浇灌高度导致的超灌，工作设备半自动化以及出现超灌以后无法获知超灌后的实际高度问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，包括：混凝土供应装置：用于装纳和输出灌注用的混凝土，所述混凝土供应装置上设有接收控制信号的信号接收器、以及该混凝土供应装置的出泵口处设有流量控制阀，该流量控制阀与信号接收器连接；灌注桩：具有灌注混凝土的桩井，该桩井内预设有部分深度范围的测量位，该测量位由低到高依次包括混凝土上升的预定目标位、标高位、实际标高位；深度传感器：放在桩井的测量位处，实时测量该测量位内各个高度位的电阻值；主传感器：用以测量获得所接触介质的温度、盐度、介电常数，该主传感器设于标高位处；控制终端：包数据采集模块、数据处理模块和信号发送器，该数据采集模块、信号发送器均与数据处理模块连接，且所述深度传感器、主传感器均与数据采集模块连接，所述信号发送器与信号接收器匹配对接。优选的，所述深度传感器由多对电极组自上而下排列组成，且每对电极组按照预设间距设置，以及所述深度传感器排列在最下方的电极组位于预定目标位，所述电极组包括左电极阀和右电极阀，且每个左电极阀、右电极阀均可测量各自所处环境介质的电阻值。优选的，还包括云服务器和移动终端，其中，所述控制终端、移动终端均与云服务器通过有线和/或无线连接，所述控制终端也可通过无线与移动终端直接连接，该移动终端可通过有线和/或无线与信号接收器连接以控制流量控制阀的混凝土出泵量。优选的，所述深度传感器、主传感器均通过电缆线与控制终端连接，且该深度传感器、主传感器均通过电缆线悬挂或固定与测量位处，另外，所述主传感器整体椭圆结构。优选的，所述混凝土供应装置的出泵口处设有料管，该料管在灌注工作时伸至桩井上方进行灌注工作。一种由上述任一项所述的混凝土标高灌注的控制方法，其包括下述步骤：S1.标定值测量，将深度传感器、主传感器放置于混凝土内测量，深度传感器测量得到在混凝土内的标定电阻值，主传感器测量得到混凝土的标定温度值、标定盐度值、标定介电常数值，并将上述标定值通过电缆线发送至控制终端；S2.传感器投放，将深度传感器、主传感器通过电缆线悬挂或固定在测量位处，深度传感器内各个电极阀实时测量其所对应位置处介质的电阻值，主传感器实时测量温度值、盐度值、介电常数值，并实时将同一时间测量得到的数集发送至控制终端；S3.控制终端将位于深度传感器最下方的左电极阀的电阻测量值与标定电阻值对比，其中，若电阻测量值是标定电阻值的0％-80％范围时，进入步骤S4；若电阻测量值是标定电阻值的81％-100％时，进入步骤S5；S4.控制终端不发送控制信息，流量控制阀继续按照当前混凝土出泵量往桩井内灌注混凝土，并回到步骤S3；S5.控制终端发送控制信息给流量控制阀，流量控制阀开始逐渐降低混凝土出泵量；同时，控制终端通过对比深度传感器各组电极阀分析得到桩井内混凝土面的上升位置；S6.当控制终端通过深度传感器计算得到桩井内混凝土面达到标高位时，位于标高位的主传感器的测量值是对应标定值的90％-100％范围内，控制终端发送停止命令到流量控制阀，流量控制阀关闭，混凝土供应装置停止混凝土灌注工作；S7.将料管从桩井内拔出，料管内的混凝土掉入桩井内，控制终端通过深度传感器测量得到桩井内混凝土面的实际高度；优选的，在步骤S5中，控制终端通过对比深度传感器各组电极阀实时得到桩井内混凝土面上升位置的具体方法为：S51.在混凝土面到达预定目标位时，以处于预定目标位的左电极阀为参照电极，将该参照电极与同组的右电极阀、以及位于该参照电极上方的其它左电极阀、右电极阀的测量值作对比得到电阻差矩阵，然后将同数组内的电阻差通过计算得到深度传感器电阻率剖面图，然后通过等势绘图软件读取电阻率剖面得到混凝土面的高度位置；S52.混凝土面继续上升，当混凝土液面到达与预定目标位相邻的一组电极阀时，上移到新的左电极阀作为新参照电极，然后与新参照电极同组的右电极阀、位于该新参照电极上方的其它组左电极阀、右电极阀的测量值对比得到新一组的电阻差矩阵，然后将电阻差矩阵通过计算得到深度传感器的电阻率剖面，然后通过等势绘图软件读取电阻率剖面得到混凝土面的高度位置；S53.循环执行步骤S52，直至停止灌注工作；优选的，所述深度传感器、主传感器分别以每秒检测2-5次所处介质各项数据。优选的，所述数据采集模块接收深度传感器、主传感器实时测量的各组数据，数据处理模块分析处理各组数据得到桩井内混凝土面上升情况，然后根据预设减速度将控制命令通过信号发送器、信号接收器控制流量控制阀逐步减少混凝土的出泵量；同时，数据处理模块通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，包括：/n混凝土供应装置(1)：用于装纳和输出灌注用的混凝土，所述混凝土供应装置(1)上设有接收控制信号的信号接收器(2)、以及该混凝土供应装置(1)的出泵口处设有流量控制阀(3)，该流量控制阀(3)与信号接收器(2)连接；/n灌注桩(4)：具有灌注混凝土的桩井(4-1)，该桩井(4-1)内预设有部分深度范围的测量位(5)，该测量位由低到高依次包括混凝土上升的预定目标位(5-1)、标高位(5-2)、实际标高位(5-3)；/n深度传感器(6)：放在桩井的测量位(5)处，实时测量该测量位(5)内各个高度位的电阻值；/n主传感器(7)：用以测量获得所接触介质的温度、盐度、介电常数，该主传感器(7)设于标高位处；/n控制终端(8)：包数据采集模块(8-1)、数据处理模块(8-2)和信号发送器(8-3)，该数据采集模块(8-1)、信号发送器(8-3)均与数据处理模块(8-2)连接，且所述深度传感器(6)、主传感器(7)均与数据采集模块(8-1)连接，所述信号发送器(8-3)与信号接收器(2)匹配对接。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，包括：
混凝土供应装置(1)：用于装纳和输出灌注用的混凝土，所述混凝土供应装置(1)上设有接收控制信号的信号接收器(2)、以及该混凝土供应装置(1)的出泵口处设有流量控制阀(3)，该流量控制阀(3)与信号接收器(2)连接；
灌注桩(4)：具有灌注混凝土的桩井(4-1)，该桩井(4-1)内预设有部分深度范围的测量位(5)，该测量位由低到高依次包括混凝土上升的预定目标位(5-1)、标高位(5-2)、实际标高位(5-3)；
深度传感器(6)：放在桩井的测量位(5)处，实时测量该测量位(5)内各个高度位的电阻值；
主传感器(7)：用以测量获得所接触介质的温度、盐度、介电常数，该主传感器(7)设于标高位处；
控制终端(8)：包数据采集模块(8-1)、数据处理模块(8-2)和信号发送器(8-3)，该数据采集模块(8-1)、信号发送器(8-3)均与数据处理模块(8-2)连接，且所述深度传感器(6)、主传感器(7)均与数据采集模块(8-1)连接，所述信号发送器(8-3)与信号接收器(2)匹配对接。


2.根据权利要求1所述的一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，所述深度传感器(6)由多对电极组(6-1)自上而下排列组成，且每对电极组(6-1)按照预设间距设置，以及所述深度传感器(6)排列在最下方的电极组(6-1)位于预定目标位(5-1)，所述电极组(6-1)包括左电极阀(6-1-1)和右电极阀(6-1-2)，且每个左电极阀(6-1-1)、右电极阀(6-1-2)均可测量各自所处环境介质的电阻值。


3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，还包括云服务器(9)和移动终端(10)，其中，所述控制终端(8)、移动终端(10)均与云服务器(9)通过有线和/或无线连接，所述控制终端(8)也可通过无线与移动终端(10)直接连接，该移动终端(10)可通过有线和/或无线与信号接收器(2)连接以控制流量控制阀(3)的混凝土出泵量。


4.根据权利要求3所述的一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，所述深度传感器(6)、主传感器(7)均通过电缆线与控制终端(8)连接，且该深度传感器(6)、主传感器(7)均通过电缆线悬挂或固定与测量位(5)处，另外，所述主传感器(7)整体椭圆结构。


5.根据权利要求4所述的一种混凝土标高灌注的自动化控制装置，其特征在于，所述混凝土供应装置(1)的出泵口处设有料管(11)，该料管(11)在灌注工作时伸至桩井(4-1)上方进行灌注工作。


6.一种由上述权利要求1-5任一项所述的混凝土标高灌注的控制方法，其特征在于，其包括下述步骤：
S1.标定值测量，将深度传感器(6)、主传感器(7)放置于混凝土内测量，深度传感器(6)测量得到在混凝土内的标定电阻值，主传感器(7)测量得到混凝土的标定温度值、标定盐度值、标定介电常数值，并将上述标定值通过电缆线发送至控制终端(8)；
S2.传感器投放，将深度传感器(6)、主传感器(7)通过电缆线悬挂或固定在测量位(5)处，深度传感器(6)内各个电极阀实时测量其所对应位置处介质的电阻值，主传感器(7)实时测量温度值、盐度值、介电常数值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑挺，陈天雄，
申请(专利权)人：浙江坤德创新岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33