[发明专利]一种基于声学测距的灌浆套筒监测装置及使用方法

说明书

本申请公开了一种基于声学测距的灌浆套筒监测装置及使用方法，涉及水工建筑施工安全监测领域，该装置安装于灌浆套筒内外壁之间空间处，该装置包括：声波收发模块，用于发射一定频率范围内的声信号，接收到在灌浆套筒内部反射后返回的声信号并传输至信号处理模块；信号处理模块，用于接收所述声波收发模块接收到的反射回来的声信号，对所述声信号进行处理后，得到管道长度以及灌浆料高度。本发明解决了灌浆套筒内部破损监测问题和灌浆时灌浆套筒内部灌浆材料高度无法实时监测的问题，较已有的装置价格低廉，操作方便且更便于养护和维修。

技术领域

本申请涉及灌浆套筒监测技术领域，尤其涉及一种基于声学测距的灌浆套筒监测装置及使用方法。

背景技术

国内外众多学者提出了许多基于不同监测原理的海上灌浆套筒缺陷监测技术。主要包括：X射线检测灌浆套筒，直接冲击振动检测灌浆套筒，基于冲击回波法检测灌浆套筒，预埋钢丝拉拔法检测灌浆套筒。其中X射线检测法无法实时对灌浆套筒进行监测，同时由于设备原因，无法实现轻量化，在工程现场无法实现；冲击回波法检测法无法在进行灌浆操作时对灌浆套筒内部进行检测，同时由于灌浆套筒内外壁间距较短，常常会使得入射波和反射波发生叠加效应；预埋钢丝拉拔法需要提前在灌浆套筒之中埋入传感器，无法满足对灌浆套筒实时监测和全面监测；直接冲击振动监测法只局限于在灌浆完成之后对灌浆套筒内部灌浆材料进行监测，无法在工程进行时对套筒进行监测。

综上，目前流行的灌浆套筒监测方法都无法在海上施工现场实时对灌浆套筒内部灌浆情况进行监测。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种基于声学测距的灌浆套筒监测装置及使用方法，以解决相关技术中存在的无法在施工现场进行监测的技术问题和无法实时对灌浆套筒内部灌浆材料情况进行监测的技术问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于声学测距的灌浆套筒监测装置，该装置安装于灌浆套筒内外壁之间空间处，该装置包括：

声波收发模块，用于发射一定频率范围内的声信号，接收到在灌浆套筒内部反射后返回的声信号并传输至信号处理模块；

信号处理模块，用于接收所述声波收发模块接收到的反射回来的声信号，对所述声信号进行处理后，得到管道长度以及灌浆料高度。

进一步地，还包括：

灌浆套筒警报模块，用于接收所述信号处理模块的管道长度以及灌浆料高度，并与设计的灌浆套筒内部高度进行比较，若高于套筒长度或者低于应达灌浆高度时，则该模块将发送警报给使用者。

进一步地，所述声波收发模块包括：

音箱，所述音箱为空心柱体，能发射一定频率范围的声信号；

测头，所述测头外观为空心圆柱体，焊接于所述灌浆套筒内壁或者外壁，同时需要避开套筒内部原有的剪力键；

拾音器，所述拾音器内藏于所述测头，用来将声信号转换为电信号；

长直金属管，所述长直金属管安装在测头外端，所述长直金属管直通至灌浆套筒底部封隔器位置，金属管底部安装有磁性挡板，构成封闭空间。

进一步地，所述信号处理模块包括：滤波器、放大器、单片机，所述声信号先通过所述滤波器进行信号过滤，再通过放大器进行信号放大，再通过单片机进行处理后得到管道内部共振频率值。

进一步地，还包括：

仪器数据显示模块，用于接收并显示所述信号处理模块发送的管道长度以及灌浆料高度。

进一步地，所述仪器显示模块包括数据显示器，所述数据显示器与所述信号处理模块相连，用于将信号处理模块处理完毕的数据显示给使用者。