注浆管路清洗质量监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种注浆管路清洗质量监控系统及方法，该系统包括：压力检测装置，用于检测注浆主管路中的盾尾注浆块的压力信号；视觉检测装置，用于通过伺服装置采集注浆主管路中的清洗水，并获得清洗水的图像，分析所述图像获得杂质指标值；控制模块，用于根据所述压力信号，计算堵塞指标值，根据堵塞指标值和杂质指标值，分析注浆管路清洗质量。本发明专利技术可以进行多次连续采样检测，并实时监控清洗质量的变化与实时判断清洗质量是否达标，且能够同时分析杂质指标和堵塞指标。析杂质指标和堵塞指标。析杂质指标和堵塞指标。

【技术实现步骤摘要】
注浆管路清洗质量监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及注浆管路清洗
，尤其涉及一种注浆管路清洗质量监控系统及方法。

技术介绍

[0002]掘进机主要用于隧道掘进等，在掘进机繁杂的结构系统中，注浆系统是其中不可缺少的一部分。盾尾注浆块中注浆管路内壁容易吸附并积累泥浆，因此在每个注浆循环中会进行管路清洗，然而管路清洗质量难以评估。清洗质量评估主要有两个指标，一个是判断管道流入的清水是否携带管路中杂质流出(简称为杂质指标)，一个是判断管道中是否存在泥浆凝固于管壁(此时清水无法洗净杂质)的情况(简称为堵塞指标)。目前针对注浆管路清洗质量的监控方法还处在肉眼观测以及肉眼判断的阶段，且相关研究很少，现从对上述指标检测的方法研究进行技术方案调研。
[0003]现有的杂质检测方案一般只能支持一次检测，无法进行连续采样与检测，更无法实时监控清洗质量的变化与实时判断清洗质量是否达标；
[0004]现有的水质检测图像分析方案只能分析杂质指标，如何分析堵塞指标并将两者进行有机结合目前进展较少。
[0005]综上，目前缺乏一种注浆管路清洗质量监控方案以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提出一种注浆管路清洗质量监控系统，用以进行多次连续采样检测，并实时监控清洗质量的变化与实时判断清洗质量是否达标，且能够同时分析杂质指标和堵塞指标，该系统包括：压力检测装置，用于检测注浆主管路中的盾尾注浆块的压力信号；
[0007]视觉检测装置，用于通过伺服装置采集注浆主管路中的清洗水，并获得清洗水的图像，分析所述图像获得杂质指标值；
[0008]控制模块，用于根据所述压力信号，计算堵塞指标值，根据堵塞指标值和杂质指标值，分析注浆管路清洗质量。
[0009]本专利技术实施例提出一种注浆管路清洗质量监控方法，应用于注浆管路清洗质量监控系统，用以进行多次连续采样检测，并实时监控清洗质量的变化与实时判断清洗质量是否达标，且能够同时分析杂质指标和堵塞指标，该方法包括：
[0010]获得清洗水的图像、盾尾注浆块的压力信号；
[0011]分析清洗水的图像，获得清洗水的杂质指标值；
[0012]根据压力信号，计算堵塞指标值；
[0013]根据堵塞指标值、杂质指标值，分析注浆管路清洗质量。
[0014]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述注浆管路清
洗质量监控方法。
[0015]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述注浆管路清洗质量监控方法。
[0016]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述注浆管路清洗质量监控方法。
[0017]由于在注浆管路实际清洗过程中，施工人员大多只能依靠经验判断管路是否清洗干净，这势必造成两类问题，一是当管路中已经清洗干净时可能仍在继续清洗，浪费资源成本与时间，二是当管路中出现难以用水清洗干净的堵塞情况时，工作人员无法得知这一情况，久而久之导致管路完全堵塞难以疏通。本专利技术实施例能够同时检测堵塞指标值以及杂质指标值；能够在管路清洗干净时能够给现场施工人员提供一个正确且及时的清洗结束时间，在管路中有堵塞的情况下能够及时发现并上报问题以得到及时的处理，应予以保护。另外，本专利技术实施例中，视觉检测装置包括伺服装置，能够实现循环采样，期间不需要人为干预和操作，实现全自动质量监控过程，大大提高效率和减少人工成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0019]图1为本专利技术实施例中注浆管路清洗质量监控系统的组成示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中注浆管路清洗质量监控系统的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中采样工况下的监控原理图；
[0022]图4为本专利技术实施例中视觉检测工况下的原理图；
[0023]图5为本专利技术实施例中排样工况下的原理图；
[0024]图6为本专利技术实施例中各个信号和数据的流转示意图；
[0025]图7为本专利技术实施例中注浆管路视觉质量监控控制流程图；
[0026]图8为本专利技术实施例中注浆管路清洗质量监控方法的流程图；
[0027]图9为本专利技术实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0029]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中
的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0030]本专利技术实施例中，清洗质量监控的基本原理为：将清洗质量指标分解为指标1—堵塞指标以及指标2—杂质指标；在管路清洗时，检测盾尾注浆块的入口压力值和出口压力值，与无任何堵塞时的管路的数据进行对比，分析判断管路是否存在堵塞现象；在管路清洗时，视觉检测及采样装置循环工作，采取清洗后的水样进行视觉检测，通过分析水样的浊度以及颗粒度指标，判断管路中是否还含有杂质；检测过程循环进行，综合评判堵塞指标和杂质指标，实现对掘进机注浆管路的清洗质量监控过程。
[0031]注明：上述的词汇“堵塞”并不代表管路中某一处完全堵住，而是指该处由于泥浆凝固于管壁，造成了管径减小，并且该部分无法被清洗水洗掉，从而形成该处流速和压力发生较大变化的现象；上述的词汇“杂质”代表着管壁上附着的可以被清水洗掉杂质，其可以由清洗水流出管路后水中混杂的杂样物质进行观测。
[0032]图1为本专利技术实施例中注浆管路清洗质量监控系统的组成示意图，注浆管路清洗质量监控系统，包括：
[0033]压力检测装置101，用于检测注浆主管路中的盾尾注浆块的压力信号；
[0034]视觉检测装置102，用于通过伺服装置采集注浆主管路中的清洗水，并获得清洗水的图像，分析所述图像获得杂质指标值；
[0035]控制模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注浆管路清洗质量监控系统，其特征在于，包括：压力检测装置，用于检测注浆主管路中的盾尾注浆块的压力信号；视觉检测装置，用于通过伺服装置采集注浆主管路中的清洗水，并获得清洗水的图像，分析所述图像获得杂质指标值；控制模块，用于根据所述压力信号，计算堵塞指标值，根据堵塞指标值和杂质指标值，分析注浆管路清洗质量。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括注浆主管路(4)，设于从注浆主管路(4)的第一端设置的压力检测装置、与注浆主管路(4)连通的采样支路(5)，采样杯(7)；其中，视觉检测装置与采样杯(7)连接。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制模块为上位机(19)。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，压力检测装置包括：从注浆主管路(4)的第一端开始依次设置的第一压力传感器(1)、盾尾注浆块(2)、第二压力传感器(3)；其中，压力信号包括盾尾注浆块(2)的入口压力值和出口压力值；所述第一压力传感器(1)和第二压力传感器(3)，分别用于：采集盾尾注浆块(2)的入口压力值和出口压力值，并发送至计算模块。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述视觉检测装置包括：下位机(17)，外壳(8)，置于外壳(8)内的摄像装置、第一伺服装置、第二伺服装置，其中，采样杯(7)与第一伺服装置固连；第一伺服装置与第二伺服装置连接；所述第二伺服装置，用于：在采样工况下，带动第一伺服装置和采样杯(7)采集清洗水；在视觉检测工况下，带动第一伺服装置和摄像装置对采样杯中的清洗水拍照，获得清洗水的图像，并上传至下位机(17)；在排样工况下，带动第一伺服装置排空采样杯，并恢复至采样工况。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二伺服装置，具体用于：在首次进入采样工况下，带动第一伺服装置以及采样杯整体靠近采样支路(5)，使得采样杯位于采样支路(5)的正下方；此时，采样支路(5)开启，清洗水流入采样杯，在清洗水的水位值达到设定值时，采样支路(5)关闭；在视觉检测工况下，带动第一伺服装置以及采样杯整体远离采样支路(5)，使得采样杯运动到摄像装置正下方时停止运动，摄像装置对采样杯中的清洗水拍照，获得清洗水的图像，并上传至下位机(17)；在排样工况下，带动第一伺服装置以及采样杯整体靠近采样支路(5)，使得采样杯位于采样支路(5)的正下方，此时，第一伺服装置控制排空采样杯(7)；所述下位机(17)用于：分析清洗水的图像，获得清洗水的杂质指标值，并发送至上位机(19)。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括设于采样支路(5)的第一端的电磁阀6，用于：在接收到上位机(19)的打开指令时，开启采样支路(5)；在接收到上位机(19)的关闭指令时，关闭采样支路(5)。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，视觉检测装置还包括设于采样杯(7)上的液
位传感器(15)，用于：在采样工况下，检测采样杯中清洗水的水位值，并反馈至下位机(17)；下位机(17)还用于：在接收到的清洗水的水位值达到设定值时，给上位机发送采样停止信号，给第二伺服装置发送视觉检测指令；上位机(19)还用于：在接收到采样停止信号后，给电磁阀6发送关闭指令；第二伺服装置还用于：在接收到视觉检测指令后，带动第一伺服装置以及采样杯整体远离采样支路(5)，使得采样杯运动到摄像装置正下方时停止运动；在停止运动预设时长后，进入排样工况，带动第一伺服装置以及采样杯整体靠近采样支路(5)，使得采样杯位于采样支路(5)的正下方。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，视觉检测装置还包括移动门20，移动门20能够沿着外壳(8)的靠近采样杯的侧壁上下移动；移动门20用于：在接收到下位机(17)的开启指令后开启，在接收到下位机(17)的关闭指令后关闭。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，在系统处于非监控状态下时，第一伺服装置、第二伺服装置、采样杯(7)处于置于外壳(8)内部，移动门20关闭；上位机(19)还用于：向下位机(17)发送采集指令，进入采样工况；下位机(17)还用于：在接收到采集指令后，向移动门20发送开启指令，向第二伺服装置发送采样指令；第二伺服装置还用于：在接收采样指令后，带动第一伺服装置以及采样杯整体靠近采样支路(5)，使得采样杯位于采样支路(5)的正下方；上位机(19)还用于：向电磁阀6开启打开指令。11.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述视觉检测装置包括连接器18；采样杯(7)与第一伺服装置通过连接器18固连。12.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括连接注浆主管路(4)的第二端的污水箱16，用于：接收注浆主管路(4)流出的清洗水。13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，采样支路(5)从距离注浆主管路(4)的第二端的预设长度引出，且采样支路(5)的第一端设于第二压力传感器(3)和污水箱16之间。14.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蕾，陈洪宇，周小磊，陶建峰，朱团辉，谭浩洋，俞培德，刘成良，巩启，牛文琪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：