混凝土浇筑液面标高监测方法及监测系统技术方案

本发明专利技术涉及混凝土浇筑施工技术领域，具体地指一种混凝土浇筑液面标高监测方法及监测系统

【技术实现步骤摘要】
混凝土浇筑液面标高监测方法及监测系统


[0001]本专利技术涉及混凝土浇筑施工
，具体地指一种混凝土浇筑液面标高监测方法及监测系统
。

技术介绍

[0002]在现有的混凝土浇筑施工中，尤其是浇筑深度较大的地下结构施工中，例如地下连续墙浇筑
、
钻孔灌注桩浇筑等，通常采用人工测锤法来测量混凝土浇筑液面标高，即浇筑一定高度后中断施工，技术人员下放测锤至混凝土液面高度处，由技术人员的操作手感来判断测锤是否接触至混凝土液面，然后观测测锤下放的长度，反推混凝土液面标高
。
此种方法需要中断施工，人工操作和观测，费时费力
、
监测误差大，且如果测绳断裂测锤会掉进施工区域，严重影响施工质量
。
[0003]目前有通过光纤传感器进行深度监测的，在浇筑过程中，布置光纤传感器进行温度信号采集，然后对信号进行数据分析，可以获得液面标高情况
。
如专利号为“CN113866215A”的名为“一种附着式桥梁桩基冲刷积於实时监测系统及方法”的中国专利技术专利，该专利公开了一种附着式桥梁桩基冲刷积於实时监测系统，包括：超弱光栅阵列自加热温度光缆
、
固定夹具
、
槽钢钻头
、
引线和无线解调设备，固定夹具沿桥梁桩基的纵向间隔设置多个，槽钢钻头固定于桥梁桩基的尾端且位于河床下，超弱光栅阵列自加热温度光缆纵向固定于桥梁桩基上，无线解调设备通过引线与超弱光栅阵列自加热温度光缆连接，无线解调设备用于超弱光栅阵列自加热温度光缆的数据采集
、
数据处理
、
数据存储和数据无线传输
。
通过超弱光栅阵列自加热温度光缆获取当前桥梁桩基冲刷积於的高度，该方案结构比较简单，工程现场实用性强，监测精度高，运维成本低，具备无人实时测试
、
无线传输数据等特点
。
但该方案介绍的监测系统也存在一些问题，该监测系统主要应用在桥梁桩基冲刷积於，桥梁冲刷积於是一种敞开环境，是流动情况，相对来说，测量环境是比较简单的，测量温度情况是较为均一的，通过这种方式来进行积於深度测量可以获得比较准确的结果，但是对于混凝土浇筑过程中的深度测量来说，这种监测系统就不太适用，因为混凝土浇筑过程中，流动交互的情况相对河水流动来说较差，温度变化并不均匀，按照上述监测系统的测量，测量的只是某个位置的温度变化，对于混凝土浇筑深度的测量不准确
。
另外，上述监测系统对于温度信号参数的处理方式比较繁琐，应用起来较为复杂
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种混凝土浇筑液面标高监测方法及监测系统
。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种混凝土浇筑液面标高监测方法，按照以下步骤进行：
[0006]S1、
根据待测结构的高度计算分布式测温光缆的长度，将分布式测温光缆按照螺旋形固定于待测结构上，并与无线解调仪进行连接；
[0007]S2、
无线解调仪实时获取不同位置分布式测温光缆对应的光信息数据，无线解调
仪将光信息数据解调为温度数据，并将温度数据传输至数据处理模块；
[0008]S3、
数据处理模块对温度数据进行处理，获取当前混凝土液面高度信息
。
[0009]根据本申请提供的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，所述步骤
S1
中，根据待测结构的高度计算分布式测温光缆的长度的方法包括：按照以下公式计算分布式测温光缆的长度，
[0010][0011]其中：
L——
分布式测温光缆的长度；
[0012]h——
待测结构的高度；
[0013]p——
分布式测温光缆形成的螺旋形结构的螺距；
[0014]D——
分布式测温光缆形成的螺旋形结构的螺圈中心直径
。
[0015]根据本申请提供的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，所述步骤
S3
中，数据处理模块对温度数据进行处理的方法包括：按照以下步骤对温度数据进行处理，
[0016]S31、
获取待测结构的正向背景噪声值和负向背景噪声值；
[0017]S32、
将获取的温度数据与正向背景噪声值和负向背景噪声值进行比对，确定每个测点是正响应信号还是负响应信号，然后构建响应信号的三值矩阵；
[0018]S33、
基于三值矩阵获取正响应信号测点和负响应信号测点之间的临界值测点，根据临界值测点所代表的位置确定混凝土浇筑液面的高度
。
[0019]根据本申请提供的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，所述步骤
S31
中，获取待测结构的正向背景噪声值和负向背景噪声值的方法包括：选取没有混凝土浇筑作业部分的某一测试时间段的数据区间，构建行列式矩阵，基于行列式矩阵按照以下公式计算温差的概率，
[0020][0021]其中：
a——
温差的概率；
[0022]x1——
在选取的数据区间内的某一温差区间的下限；
[0023]x2——
在选取的数据区间内的某一温差区间的上限；
[0024]k(x1，
x2)——
在选取的数据区间内的某一温差区间的温度数据的个数；
[0025]k
all
——
在选取的数据区间内温度数据的个数；
[0026]选取温差概率
a
超过设定阈值时的温差区间，将该温差区间的上限作为正向背景噪声值，将该温差区间的下限作为负向背景噪声值
。
[0027]根据本申请提供的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，所述步骤
S32
中，确定每个测点是正响应信号还是负响应信号的方法包括：按照下列公式将每个测点的温差与正向背景噪声值和负向背景噪声值进行比对，
[0028][0029]其中：
H
ad
——
某一测点响应信号；
[0030]Δ
T
ad
——
某一测点某两个相邻测量时间点之间的温差；
[0031]X1——
负向背景噪声值；
[0032]X2——
正向背景噪声值；
[0033]当某一测点响应信号
H
ad
等于
‑1或0时，判断该测点是负响应信号；当某一测点响应信号
H
ad
等于1时，判断该测点是正响应信号
。
[0034]根据本申请提供的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，所述步骤
S33
中，基于三值矩阵获取正响应信号测点和负响应信号测点之间的临界值测点的方法包括：若某一测点在某一测量时间为正响应信号，且与之相邻的上方测点在该测量时间为负响应信号
、
与之相邻的下方测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混凝土浇筑液面标高监测方法，其特征在于：按照以下步骤进行：
S1、
根据待测结构的高度计算分布式测温光缆的长度，将分布式测温光缆按照螺旋形固定于待测结构上，并与无线解调仪进行连接；
S2、
无线解调仪实时获取不同位置分布式测温光缆对应的光信息数据，无线解调仪将光信息数据解调为温度数据，并将温度数据传输至数据处理模块；
S3、
数据处理模块对温度数据进行处理，获取当前混凝土液面高度信息
。2.
如权利要求1所述的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，其特征在于：所述步骤
S1
中，根据待测结构的高度计算分布式测温光缆的长度的方法包括：按照以下公式计算分布式测温光缆的长度，其中：
L——
分布式测温光缆的长度；
h——
待测结构的高度；
p——
分布式测温光缆形成的螺旋形结构的螺距；
D——
分布式测温光缆形成的螺旋形结构的螺圈中心直径
。3.
如权利要求1所述的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，其特征在于：所述步骤
S3
中，数据处理模块对温度数据进行处理的方法包括：按照以下步骤对温度数据进行处理，
S31、
获取待测结构的正向背景噪声值和负向背景噪声值；
S32、
将获取的温度数据与正向背景噪声值和负向背景噪声值进行比对，确定每个测点是正响应信号还是负响应信号，然后构建响应信号的三值矩阵；
S33、
基于三值矩阵获取正响应信号测点和负响应信号测点之间的临界值测点，根据临界值测点所代表的位置确定混凝土浇筑液面的高度
。4.
如权利要求3所述的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，其特征在于：所述步骤
S31
中，获取待测结构的正向背景噪声值和负向背景噪声值的方法包括：选取没有混凝土浇筑作业部分的某一测试时间段的数据区间，构建行列式矩阵，基于行列式矩阵按照以下公式计算温差的概率，其中：
a——
温差的概率；
x1——
在选取的数据区间内的某一温差区间的下限；
x2——
在选取的数据区间内的某一温差区间的上限；
k(x1，
x2)——
在选取的数据区间内的某一温差区间的温度数据的个数；
k
all
——
在选取的数据区间内温度数据的个数；选取温差概率
a
超过设定阈值时的温差区间，将该温差区间的上限作为正向背景噪声值，将该温差区间的下限作为负向背景噪声值
。5.
如权利要求4所述的一种混凝土浇筑液面标高监测方法，其特征在于：所述步骤
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：田唯，黄灿，朱浩，李浩，刘志昂，杨华东，郑建新，王永威，饶为胜，李嘉成，陈圆，李焜耀，徐双双，肖垚，薛现凯，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：