[发明专利]桩传感设备及其使用方法

说明书

本申请要求临时专利申请号61/305,303的优先权，所述临时专利申请以引用方式并入本申请的说明书中。

技术领域

本申请的发明涉及一种桩传感设备。更具体来说，本申请的发明涉及一种可随意放置的传感系统，该传感系统可以被直接铸造在桩或其它结构物中或安装于桩或其它结构物上。

引用结合的内容

McVay等的专利号6,533,502公开了一种用于分析桩的无线装置及方法，所述专利以引用方式并入本文中以说明相同内容。另外，Mullins等的专利号6,783,273公开了一种用于测试混凝土轴的完整性的方法，所述专利也以引用方式并入本申请中以说明相同内容。Piscsalko等的专利号6,301,551公开了一种远程打桩分析仪且以引用方式并入本申请中以说明相同内容。Likins Jr.等的专利号5,978,749公开了一种桩安装记录系统且以引用方式并入本申请中以说明相同内容。

背景技术

申请人已发现本申请的发明在桩的安装和监测方面特别适合，其中本申请整篇中都提及的是桩。然而，本申请不限于桩，其中本申请中对桩的提及并不限制本申请的范围。

传感装置已用于建筑工业多年。这些传感装置包括在现场达到各种各样目的的各种各样的设备。这包括在安装及使用支撑结构(如桩)时使用的传感设备，所述支撑结构是用于支撑上层结构的重量，如支撑建筑物与桥梁的重量。如可了解的，重要的是不但要确保支撑结构(如桩)已被正确安装，而且要确保所述支撑结构在现场使用过程状况正常。

对于桩的安装来说，重要的是正确建造这些结构以便桩可以支撑建筑物或上层结构的重量。因此，多年来，已设计出在安装桩时工作的系统，以便确保该桩满足所述结构的建造要求。这个系统包括在打桩时工作的传感设备，如在Piscsalko等的专利号6,301,551中所说明。此外，Piscsalko的专利以引用方式并入本文中作为与结构桩的感测与打桩相关的背景材料。这些设备帮助对这些桩进行打桩的工人确定该桩已被正确打入土壤中而不会打桩工序期间过度压迫该桩。

类似地，用于在打桩后监测桩的设备为已知的。这包括Piscsalko的专利，该专利包括的设备可用于监测该桩，甚至在打桩工序后也能进行监测。此外，Mcvay等的专利号6,533,502也公开了一种用于在打桩工序完成后监测桩的设备。系统产生的信息可以用于确定桩的当前状态，并用于确定因包括自热灾害的多种事件中的任一事件而可能已发生或可能尚未发生的损坏。

然而，这些设备在钻孔桩和灌注桩方面不能完全发挥作用，其中桩的灌注以及这种灌注的质量可以决定桩在所灌注材料已固化后的结构完整性。Mullins等的专利号6,783,273试图通过公开一种用于测试混凝土轴或桩的完整性的方法来克服在现有技术中的缺点。然而，已发现在Mullins所公开的设备效率低下且操作成本高，其中在用于监测灌注桩的固化工序及确保灌注桩不含夹杂物的技术上仍存在缺点。

发明内容

本申请的发明涉及桩传感器，更具体来说，涉及一种传感系统，其可被嵌入桩中且可以在桩的形成期间或在桩的形成之后感测桩的不同物理特性。

更具体来说，本发明的一个方面为一种系统，其通过包括安放在要灌注的空腔内的传感器来监测桩的灌注和/或灌注桩的固化。

更具体来说，在一个实施方案中，传感器可以是串接到有线系统的多个传感器，其中该有线系统延伸穿过要灌注的空腔。然而，应注意，本申请全篇中使用的术语“导线”不限于金属型绞合线。有线系统可以是本领域中已知的和将来本领域中可知的任何通信链路和/或导体，其包括但不限于单股易弯金属绞合线或条棒、多股易弯金属绞合线或条棒、光纤和/或无线系统。

根据本申请的发明的另一方面，这种有线系统可包括与导线接合的温度传感器，其中在导线传感器周围对桩进行灌注并且导线上的温度传感器可以监测灌注桩的温度。这种灌注材料可包括但不限于水泥、混凝土、水泥浆和/或其它可灌注材料，并且温度传感器可以用于在固化或凝固工序期间监测这种灌注材料的变化温度。

根据本申请的发明的另一方面，可以将这个温度感测数据送入计算机系统中以获得固化工序的示意解释(schematic interpretation)或矩阵解释，从而确定桩的完整性。

根据本发明的其它方面，链绳传感器配置可以包括除温度传感器以外的其它传感设备，所述设备可以用于在灌注工序期间或之后监测桩的其它物理特性。