基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，包括監測模塊、控制處理模塊、遠程服務器、顯示模塊、通訊模塊、報警模塊及移動終端；控制處理模塊將各傳感器數據進行存儲、計算，通過各傳感器數據計算得出單位樁長混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在顯示器上顯示，為調整長螺旋鉆桿升降速度提供參考。本發明專利技術可實時顯示長螺旋鉆機的施工情況，監控混凝土灌注量、樁身灌注質量、混凝土輸送泵工作狀態，并以圖形和數據的形式在顯示器界面上顯示，便于操作手和施工管理人員對施工機械工作狀態和灌樁質量的掌握，提升工程施工管理水平。

Concrete pouring monitoring system based on long spiral drilling machine

The invention discloses a concrete monitoring system based on the long spiral drilling machine, including monitoring module, control module, remote server, display module, communication module, alarm module and mobile terminal control module; each of the sensor data storage, calculation, calculation of the data obtained through the sensor unit of length of pile concrete amount and then, the pile shape graphically displayed on the display, to provide the reference for the adjustment of long spiral drill pipe lifting speed. The invention can display real-time construction of long spiral drill, monitoring the concrete amount of pile, filling quality, concrete pump working condition, and the graphics and data displayed on the display interface, convenient for construction machinery working condition and grouting pile quality master manipulator and construction management personnel, improve the level of engineering construction management.

【技術實現步驟摘要】
基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統
本專利技術涉及一種基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統。
技術介紹
目前，長螺旋鉆孔壓灌樁工藝在我國得到了充分發展，這種工藝不僅廣泛用在房建領域中的多層和高層建筑復合地基處理上，其還用于在變形要求較嚴的路基加固上。盡管該工藝得到了系統發展，并廣泛應用在工程實際，但是目前長螺旋施工中的混凝土灌注量沒有有效手段進行監控，只能憑借人工經驗估測樁身混凝土灌注質量，導致了實際應用中存在以下問題：（1）混凝土沒有到達管底或管內，混凝土量沒有達到要求，就開始提鉆桿，導致樁端孔壁塌落，降低樁端承載力；（2）提升鉆桿過快，這可能產生縮頸斷樁或樁徑偏小而達不到設計要求的情況。此種情況當檢查出來時，就形成了工程質量事故，造成經濟損失；當檢查不出來的時候，就會埋伏下工程質量隱患；（3）拔管過慢又會造成水泥漿分布不均，樁身強度不足或形成混合料離析現象，導致樁身強度不足或管路堵塞，形成資源的浪費與工期的延誤；（4）樁頂灌注不能很好控制，導致超灌，資源浪費；或少灌，導致樁的質量問題。綜上所述，亟需設計一種基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，實時監控混凝土灌注量和樁身灌注質量，提升工程施工管理水平。
技術實現思路
本專利技術的目的是為解決目前環境質量檢測儀測量參數單一，人機交互不方便，實用性差的技術問題。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，包括監測模塊、控制處理模塊、遠程服務器、顯示模塊、通訊模塊、報警模塊及移動終端；所述監測模塊與所述控制處理模塊連接，所述監測模塊用于檢測所述長螺旋鉆機的工作狀態參數，并將所述工作狀態參數傳送至所述控制處理模塊；所述控制處理模塊用于采集、處理和存儲所述工作狀態參數，將處理結果發送至所述顯示模塊，并將處理結果通過所述通訊模塊發送至所述遠程服務器，所述處理結果包括數據和指令；所述遠程服務器用于接收、存儲和處理所述控制處理模塊及移動終端發送來的數據及指令；所述移動終端通過所述通訊模塊分別連接至所述控制處理模塊和遠程服務器，用于發送長螺旋鉆機工作所需數據及指令，并用于接收所述控制處理模塊和所述遠程服務器發來的指令；所述報警模塊包括信號燈和揚聲器，用于接收所述控制處理模塊發來的報警指令并發出聲光提醒信號；所述監測模塊包括混凝土流量監測傳感器、孔深監測傳感器、動力頭轉速測量傳感器、桅桿傾角傳感器、鉆機機身姿態傳感器、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；所述控制處理模塊對各所述傳感器的采集數據進行計算，得出單位樁長混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在所述顯示模塊上顯示，為調整長螺旋鉆機的鉆桿升降速度提供參考；所述控制處理模塊通過計算各所述傳感器的采集數據判斷長螺旋鉆機的工作狀態是否正常，若狀態異常，則所述控制處理模塊向所述報警模塊發出報警指令，并通過所述通訊模塊將所述報警指令發送至所述移動終端和遠程服務器。進一步地，所述混凝土流量監測傳感器為電磁流量計或超聲流量計，其設置在混凝土輸送管道、長螺旋鉆機動力頭或長螺旋鉆機鉆桿上，用于監測鉆孔的混凝土灌注量。進一步地，所述孔深監測傳感器為編碼器、成對接近開關、激光測距儀、超聲測距儀和紅外測距儀中的一種，其設置在長螺旋鉆機卷揚或長螺旋鉆機桅桿上，用于監測長螺旋鉆機的鉆進深度。進一步地，所述桅桿傾角傳感器為單軸傾角傳感器、雙軸傾角傳感器、加速度計、固體擺式傾角傳感器、液體擺式傾角傳感器和氣體擺式傾角傳感器中的一種，其設置在長螺旋鉆機鉆桿內部或外部，用于監測長螺旋鉆機桅桿的傾斜度。進一步地，所述鉆機機身姿態傳感器為陀螺儀、加速度計、電子羅盤、磁傳感器中和GNSS設備中的一種，其設置在長螺旋鉆機機身內部或外部，用于監測長螺旋鉆機機身姿態。進一步地，所述動力頭轉速測量傳感器為接近開關、磁電式轉速傳感器、電渦流傳感器和激光轉速傳感器中的一種，其設置在長螺旋鉆機動力頭上，用于監測長螺旋鉆機動力頭的轉速。進一步地，所述移動終端為筆記本電腦、手機、PDA和平板電腦中的一種。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術可實時顯示長螺旋鉆機的施工情況，監控混凝土灌注量、樁身灌注質量、混凝土輸送泵工作狀態，并以圖形和數據的形式在顯示器界面上顯示，便于操作手和施工管理人員對施工機械工作狀態和灌樁質量的掌握，提升工程施工管理水平。附圖說明圖1是本專利技術的原理框圖；圖2是本專利技術的結構示意圖；圖3是圖2中圓圈圈出部分的局部放大圖。圖中，1.控制處理模塊；2.孔深監測傳感器；3.混凝土流量監測傳感器；4.接近開關；5.動力頭轉速測量傳感器；6.通訊模塊；7.報警模塊；8.桅桿傾角傳感器；9.機身姿態傳感器。具體實施方式現在結合附圖對本專利技術作優選詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。如圖1-3所示，本專利技術的基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，包括監測模塊，控制處理模塊1，遠程服務器，顯示模塊，通訊模塊6，報警模塊7及移動終端；控制處理模塊1將各傳感器數據進行存儲、計算，通過各傳感器數據計算得出單位樁長混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在顯示器上顯示，為調整長螺旋鉆桿升降速度提供參考。通過計算各傳感器數據得知鉆機工作狀態是否正常，狀態異常時向報警模塊發出報警指令，并通過通訊模塊給移動終端和遠程計算機發送報警信息。通過桅桿傳感器數據計算得到施工時桅桿實時傾斜度。其中，監測模塊與控制處理模塊1連接，監測模塊包括混凝土流量監測傳感器3、孔深監測傳感器2、動力頭轉速測量傳感器5、桅桿傾角傳感器8、機身姿態傳感器9、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；混凝土流量監測傳感器3包含但不限于電磁流量計、超聲流量計，其設置在混凝土輸送管道、長螺旋動力頭或長螺旋鉆桿上，凝土流量監測傳感器3可與接近開關4配合使用，將監測到的數據通過有線或無線方式實時傳輸至控制處理模塊1（如機載計算機）上；孔深監測傳感器2包含但不限于編碼器、成對接近開關4、激光測距儀、超聲測距儀、紅外測距儀，其設置在鉆機卷揚或鉆機桅桿上，通過直接或間接手段監測長螺旋鉆進深度，并將監測到的數據通過有線或無線方式實時傳輸至機載計算機1上；傾角傳感器包含但不限于單軸傾角傳感器、雙軸傾角傳感器、加速度計、固體擺式傾角傳感器、液體擺式傾角傳感器、氣體擺式傾角傳感器，其設置在長螺旋鉆桿內部或外部，將監測到的數據通過有線或無線的方式實時傳輸至機載計算機上；機身姿態傳感器9包含但不限于陀螺儀、加速度計、電子羅盤、磁傳感器中和GNSS（GlobalNavigationSatelliteSystem，全球衛星導航系統）設備，其設置在長螺旋鉆機機身內部或外部，將監測到的數據通過有線或無線的方式實時傳輸至機載計算機上；動力頭轉速測量傳感器5包含但不限于接近開關、磁電式轉速傳感器、電渦流傳感器、激光轉速傳感器，其設置在長螺旋鉆機動力頭，將監測到的數據通過有線或無線方式實時傳輸至機載計算機1上。控制處理模塊1不限于機載計算機，其收集監測模塊的數據及指令，處理并發送至遠程服務器及顯示模塊；遠程服務器用于接收、存儲、處理控制處理模塊及移動終端發送來的數據及指令；機載計算機將收集到的各傳感器數據按實時和/或定時的方式發送本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，其特征在于，包括監測模塊、控制處理模塊、遠程服務器、顯示模塊、通訊模塊、報警模塊及移動終端；所述監測模塊與所述控制處理模塊連接，所述監測模塊用于檢測所述長螺旋鉆機的工作狀態參數，并將所述工作狀態參數傳送至所述控制處理模塊；所述控制處理模塊用于采集、處理和存儲所述工作狀態參數，將處理結果發送至所述顯示模塊，并將處理結果通過所述通訊模塊發送至所述遠程服務器，所述處理結果包括數據和指令；所述遠程服務器用于接收、存儲和處理所述控制處理模塊及移動終端發送來的數據及指令；所述移動終端通過所述通訊模塊分別連接至所述控制處理模塊和遠程服務器，用于發送長螺旋鉆機工作所需數據及指令，并用于接收所述控制處理模塊和所述遠程服務器發來的指令；所述報警模塊包括信號燈和揚聲器，用于接收所述控制處理模塊發來的報警指令并發出聲光提醒信號；所述監測模塊包括混凝土流量監測傳感器、孔深監測傳感器、動力頭轉速測量傳感器、桅桿傾角傳感器、鉆機機身姿態傳感器、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；所述控制處理模塊對各所述傳感器的采集數據進行計算，得出單位樁長混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在所述顯示模塊上顯示，為調整長螺旋鉆機的鉆桿升降速度提供參考；所述控制處理模塊通過計算各所述傳感器的采集數據判斷長螺旋鉆機的工作狀態是否正常，若狀態異常，則所述控制處理模塊向所述報警模塊發出報警指令，并通過所述通訊模塊將所述報警指令發送至所述移動終端和遠程服務器。...

【技術特征摘要】
1.基于長螺旋鉆機的混凝土灌注監控系統，其特征在于，包括監測模塊、控制處理模塊、遠程服務器、顯示模塊、通訊模塊、報警模塊及移動終端；所述監測模塊與所述控制處理模塊連接，所述監測模塊用于檢測所述長螺旋鉆機的工作狀態參數，并將所述工作狀態參數傳送至所述控制處理模塊；所述控制處理模塊用于采集、處理和存儲所述工作狀態參數，將處理結果發送至所述顯示模塊，并將處理結果通過所述通訊模塊發送至所述遠程服務器，所述處理結果包括數據和指令；所述遠程服務器用于接收、存儲和處理所述控制處理模塊及移動終端發送來的數據及指令；所述移動終端通過所述通訊模塊分別連接至所述控制處理模塊和遠程服務器，用于發送長螺旋鉆機工作所需數據及指令，并用于接收所述控制處理模塊和所述遠程服務器發來的指令；所述報警模塊包括信號燈和揚聲器，用于接收所述控制處理模塊發來的報警指令并發出聲光提醒信號；所述監測模塊包括混凝土流量監測傳感器、孔深監測傳感器、動力頭轉速測量傳感器、桅桿傾角傳感器、鉆機機身姿態傳感器、混凝土輸送泵端壓力傳感器和混凝土輸送泵端電壓電流傳感器；所述控制處理模塊對各所述傳感器的采集數據進行計算，得出單位樁長混凝土灌注量，并將樁形以圖形化方式在所述顯示模塊上顯示，為調整長螺旋鉆機的鉆桿升降速度提供參考；所述控制處理模塊通過計算各所述傳感器的采集數據判斷長螺旋鉆機的工作狀態是否正常，若狀態異常，則所述控制處理模塊向所述報警模塊發出報警指令，并通過所述通訊模塊將所述報警指令發送至所述移動終端和遠程服務器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，馬慶松，水俊峰，油新華，耿冬青，李強，秦會來，宋福淵，
申請(專利權)人：中國建筑股份有限公司，北京中建柏利工程技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11