[发明专利]基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位方法，在施工区域内铺设振动传感光纤，并且使振动传感光纤穿过与监测坐标点坐标相对应的实际监测点；当通过振捣棒在某一振捣点M进行振捣时，通过振动传感光纤至少获取各个实际检测点的振幅数据；可以求得振捣点M的坐标为。本发明还提供一种实施上述方法的基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位系统。采用上述技术方案，本发明的基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位方法及系统，能够求得较为精确的振捣点的坐标。

技术领域

本发明涉及一种基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位方法及系统，属于混凝土施工技术领域。

背景技术

用混凝土拌合机拌和好的混凝土浇筑构件时，必须排除其中气泡，进行捣固，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量，而对混凝土消除气泡、进行捣固的过程即为混凝土振捣。混凝土振捣过程存在的主要问题有：振捣过程没有量化，取决于施工人员的个人素质，振捣过程的施工质量无法得到保证。对混凝土振捣监控，主要有以下几个切入点：1、以某种技术实现对振捣过程的监控，以获取下述信息：(1)对振捣棒工作位置的定位；(2)对振捣棒每次振捣工作状态的识别，如振捣棒插入混凝土开始振捣、振捣棒拨出混凝土结束振捣、振捣棒振捣时长等；(3)识别振捣工作的区域，如识别出振捣到第几层；2、对振捣结果的判断，主要是对欠振、过振、偏振、漏振的判断。而上述对混凝土振捣监控作业的基础就是对振捣棒的精确定位。

中国专利文献CN106707932A公开了一种常态混凝土振捣质量可视化实时监控系统，采用的是在振捣台车上安装GPS定位设备，同时辅以振动开关传感器、测距传感器等，在振捣过程中采集和推算振捣棒的位置、振捣时长等，然后综合分析振捣结果。这种系统存在以下不足之处：仅适用于振捣台车的情况下，而实际中普遍采用人工振捣的方式；GPS定位设备的精度是有限的，而振捣棒的作用半径基本在0.5米左右，这种情况下是很难实现比较精确的定位；系统所采用的各种传感器，均为传统点式传感器，普遍存在无法覆盖振捣监控全区域的问题。

中国专利文献CN103696427A公开了一种人工振捣棒实时监测定位系统，是通过在振捣棒上安装无线信号发射装置，在振捣区域安装信号接收装置，在振捣棒工作时通过接收的信号来定位振捣棒，同时判断振捣过程是否满足时间要求。这种系统存在以下不足之处：信号的发射和接收过程并不能代表振捣棒的工作过程，即振捣棒在工作区域处于闲置状态时，也会有信号收发，这种系统并不能准确采集到振捣棒的工作状态信息；各种复杂的施工环境，有可能会影响信号的收发。

中国专利文献CN102507658A公开了一种混凝土振捣时间实时检测方法，这种方法是在振捣棒的棒头安装用于测定待振捣混凝土电位的电极，当振捣棒插入和拨出混凝土时，电极测量出的电位值会发生变化，通过分析可计算出振捣棒插入和拨出的时间。这种方法不足之处在于：需要改造所有的振捣棒，使用起来很不灵活。

中国专利文献CN102444289A公开了一种混凝土浇筑振捣动态可视化监测方法，这种方法是在振捣棒上安装用于测定待振捣混凝土电位的电极和GPS定位天线，通过GPS来定位振捣棒的工作轨迹，通过电极确定振捣棒的工作时长，以此来判定振捣过程质量。这种方法的不足之处在于：GPS的精度不够，无法满足振捣棒的定位要求；GPS的定位信号受环境影响很大，人体走动、施工现场钢筋架和模板等都会对定位信号造成干扰；这种方法要改造所有的振捣棒，不够灵活；仅靠振捣时长来判断振捣质量，不够准确。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种通过采用振动传感光纤监测振动信号的方式对混凝土振捣进行实时监控的方法，能够有效提供监测精度，并且无需改造现有的振捣棒，使用灵活方便。

为了实现上述目的，本发明的一种基于智能光纤传感的混凝土振捣器具精确定位方法，包括以下步骤：

(1)建立与混凝土施工区域相对应的3D模型，在模型内建立多个监测坐标点；所述监测坐标点形成多个分别垂直于x轴、y轴、z轴的点阵面，及x轴垂直面、y轴垂直面以及z轴垂直面；