[发明专利]利用预安装管测量混凝土超灌高度的装置及方法

权利要求书

1.一种利用预安装管测量混凝土超灌高度的装置，其特征在于，所述装包括：两根预安装管，其平行固定于灌浆护筒两侧的内壁上；

灌浆管，其被布置为伸入到所述灌浆护筒中，用于向所述灌浆护筒中灌注混凝土砂浆，并形成灌浆口；

控制系统，其包括灌浆口位置控制器、换能器位置控制器和控制模块，其中所述灌浆口位置控制器与所述灌浆管电连接，用于控制执行机构完成所述灌浆口的逐步上移，以使得灌浆位置逐步升高；

两个声波换能器，两个所述声波换能器分别设置于两根所述预安装管内，且与所述换能器位置控制器电连接；

声波发生器，其与所述控制模块及换能器位置控制器电连接；以及

信号采集与分析器，其与所述控制模块及所述灌浆口位置控制器电连接，用于声波信号频率追踪、采集分析声波信号传播时间及衰减程度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括功率放大器，所述功率放大器分别与所述声波换能器及所述声波发生器电连接，通过分析所述装置所接收到的声波信号的衰减情况，进行所述声波信号发射功率的增益调整。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换能器位置控制器用于在超灌过程中对两个所述声波换能器同时进行位置控制，以使得两个所述声波换能器能够同步上升移动，依次测取各测点声波信号穿过两根所述预安装管之间介质的信号变化，并能够追踪灌浆过程中所述灌浆口的位置因灌浆冲击所形成的泥浆与混凝土砂浆混合模糊边界的分布范围和位置变化。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号变化为声波信号在混凝土以及泥浆中传播的声时、波幅和频率参数的相对变化。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述其中一个所述声波换能器为声波发射端，另一个所述声波换能器为声波接收端，所述声波发射端与所述声波接收端能够进行调换，以形成声电耦合谐振系统。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预安装管为钢薄壁声测管。

7.一种利用预安装管测量混凝土超灌高度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

灌浆施工过程中预先在灌浆护筒两侧内壁上平行固定有两根预安装管；

将两个声波换能器分别置于两根所述预安装管中；

开启声波发生器和所述声波换能器；

通过灌浆管向灌浆护筒的下部灌注混凝土砂浆，并形成灌浆口；

在灌浆口位置控制器的作用下，灌浆口位置逐步上移；

所述声波换能器在换能器位置控制器的作用下，由所述预安装管底部开始同步上移；

依次测取各测点声波信号穿过两根所述预安装管之间介质的传播的声时、波幅和频率参数的相对变化来监测所述预安装管之间介质的变化情况；以及

追踪灌浆过程中灌浆口位置因灌浆冲击所形成的泥浆与混凝土砂浆混合模糊边界的分布范围和位置变化，从而确定混凝土超灌高度，并将所述泥浆与混凝土砂浆混合模糊边界的分布范围和位置变化反馈给控制系统，以调整灌浆速度。