本發(fā)明專利技術(shù)公開一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置及方法。該裝置的檢測探頭包括電機組件、探針組件、探頭電路板和超聲波換能器，電機組件的電機固定在軸承座上且電機的動力輸出端與設(shè)于軸承座上方的第一齒輪軸連接，第一齒輪與探針組件的設(shè)于軸承座上方的第二齒輪嚙合，帶動探針組件中的絲桿運動，探頭電路板中的控制單元接收地面主機的控制信號和向地面主機傳輸電機工作電流信號和傾角傳感器檢測到的傾角信號，電機工作電流的相對變化等效于探針?biāo)軌毫Φ南鄬ψ兓暡〒Q能器設(shè)于腔體的側(cè)壁上且通過電纜與地面主機連接。本發(fā)明專利技術(shù)下放一次檢測探頭即可實現(xiàn)不同深度位置的孔徑孔斜檢測和沉渣厚度檢測，提高了檢測效率且測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工程技術(shù)中鉆孔灌注樁成孔或地下連續(xù)墻成槽施工質(zhì)量檢測
，具體涉及一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置及方法。
技術(shù)介紹
鉆孔灌注樁成孔的孔徑、孔斜(垂直度)、孔深和沉渣厚度是評價樁孔施工質(zhì)量的四個主要技術(shù)指標(biāo)，《建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2011》、天津地方規(guī)范《鉆孔灌注樁成孔、地下連續(xù)墻成槽檢測技術(shù)規(guī)程DB/T29-112-2010》和江蘇省地方規(guī)范《鉆孔灌注樁成孔、地下連續(xù)墻成槽質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程DGJ32TJ 117-2011》等規(guī)范均對此作了明確規(guī)定。其中，在現(xiàn)有技術(shù)中，孔徑和孔斜通常采用一種檢測設(shè)備進行檢測，如超聲波成孔檢測設(shè)備，沉渣厚度采用另一種檢測設(shè)備進行檢測，如電參量法或測針測餅法沉渣厚度檢測儀。在工程實際檢測中，成孔施工完成后，先用成孔檢測設(shè)備對孔徑孔斜進行檢測，然后再換用沉渣厚度檢測設(shè)備檢測孔底沉渣厚度。這樣，要完成一次完整的成孔施工質(zhì)量檢測任務(wù)，需要準(zhǔn)備多套不同設(shè)備，在檢測過程中，不同設(shè)備之間的更換需耗費更多的時間，影響施工進度。此外，現(xiàn)有的孔底沉渣厚度檢測方法包括帶傾角測量的測針測餅法，該方法采用傾角傳感器實時測定探頭的傾斜角度并上傳到檢測儀器，實時顯示傾角-探針伸出長度曲線，從傾角曲線上尋找角度突然變大的拐點，拐點對應(yīng)的探針伸出長度即為沉渣厚度，沒有拐點出現(xiàn)即判定為沉渣厚度超出了探針檢測范圍。但是該方法存在如下不足：當(dāng)沉渣表面很平整時，測針抵住硬巖并將探頭頂起，若探頭不明顯傾斜，傾角曲線無明顯變化拐點，此時會誤判為沉渣厚度超出了探針檢測范圍；當(dāng)沉渣表面很不平整時，探頭起始傾斜角度就很大，探頭在傾斜狀態(tài)下工作時，測針稍遇阻力即會使探頭傾斜角度更大，在傾角曲線上會誤判為已經(jīng)達(dá)到沉渣下表面。因而該方法測量結(jié)果既不可靠也不準(zhǔn)確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，有必要提供一種既能提高成孔檢測效率，又能提高孔徑、孔斜和沉渣厚度檢測準(zhǔn)確性和可靠性的成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置及方法。一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，包括檢測探頭、通過電纜與檢測探頭連
接的地面電纜絞車、通過信號線與地面電纜絞車連接的地面主機；檢測探頭包括密封腔體組件、電機組件、探針組件、探頭電路板和超聲波換能器；密封腔體組件包括從下到上依次同軸設(shè)置的腔底盤、腔體、腔體蓋；腔體蓋的頂部設(shè)有用于固定電纜一端的固定孔，腔體蓋與腔體的頂部密封連接；腔體的底部設(shè)有底部固定座，底部固定座的下側(cè)通過動密封螺母與腔底盤密封連接；電機組件包括軸承座、電機、第一齒輪；軸承座的兩端通過連接件與腔體內(nèi)壁固定；電機固定于軸承座上，且電機的動力輸出端與設(shè)于軸承座上方的第一齒輪軸連接；探針組件包括探針、牽引螺母、絲桿、第二齒輪、兩個導(dǎo)向軸；探針設(shè)置在牽引螺母底部，探針依次穿過并伸出底部固定座、動密封螺母和腔底盤；牽引螺母與絲桿同軸套合；絲桿的軸承部固定在軸承座上，絲桿的頂部通過設(shè)于軸承座上方的第二齒輪與第一齒輪嚙合；兩根導(dǎo)向軸與絲桿平行設(shè)置，且導(dǎo)向軸的一端固定在軸承座上，導(dǎo)向軸的另一端固定在動密封螺母的限位孔內(nèi)；牽引螺母兩側(cè)的限位凸起與兩根導(dǎo)向軸滑動配合；探頭電路板的一端固定在腔體蓋內(nèi)側(cè)，且探頭電路板設(shè)于軸承座的另一側(cè)；探頭電路板包括控制單元、傾角傳感器、電流A/D轉(zhuǎn)換器、RS485接口、電源模塊；電源模塊分別與控制單元、電機電連接；電流A/D轉(zhuǎn)換器一端與電機電連接，電流A/D轉(zhuǎn)換器另一端與控制單元電連接；傾角傳感器與控制單元電連接；控制單元通過與RS485接口電連接的電纜接收地面主機的控制信號和向地面主機傳輸傾角信號和電機工作電流信號；控制單元的輸出端與電機的控制端電連接；其中，電機工作電流的相對變化等效于探針?biāo)軌毫Φ南鄬ψ兓怀暡〒Q能器設(shè)于腔體的側(cè)壁上，且超聲波換能器通過電纜的信號線與地面主機電連接。以及一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測方法，該方法包括如下步驟：步驟(1)：將檢測探頭的防水插座連接到與電纜絞車連接的電纜的防水插頭上，電纜絞車通過信號線與地面主機連接；并設(shè)置地面主機參數(shù)；步驟(2)：地面主機控制電纜絞車下放檢測探頭，并記錄檢測探頭下放深度；步驟(3)：在探頭下放過程中，地面主機按照設(shè)定的深度間隔或時間間隔
自動控制超聲波換能器沿水平方向發(fā)射超聲波，超聲波換能器同步接收同側(cè)孔壁反射回的超聲波信號，并轉(zhuǎn)換成電信號，通過電纜傳輸至地面主機；步驟(4)：地面主機對電信號進行顯示、存儲、分析和處理，確定孔壁反射信號返回時間，計算該側(cè)超聲波換能器與同側(cè)孔壁的距離；步驟(5)：探頭上的多個超聲波換能器在同一深度位置依次完成一次超聲波換能器與同側(cè)孔壁的距離測定后，計算所述深度位置的孔徑和孔斜，直至檢測探頭到達(dá)孔底；步驟(6)：判斷是否檢測沉渣厚度；如果是，轉(zhuǎn)入步驟(7)；如果否，轉(zhuǎn)入步驟(10)；步驟(7)：地面主機向檢測探頭的控制單元發(fā)送啟動測量信號，并開始記錄探針伸出時間；控制單元接收啟動信號后控制檢測探頭內(nèi)的電機工作，使探針以恒定速度伸出；控制單元實時監(jiān)測檢測探頭的傾角和電機工作電流，并傳輸至地面主機；步驟(8)：地面主機實時顯示探頭壓力-探針伸出長度曲線和傾角-探針伸出長度曲線；其中，電機工作電流的相對變化等效于探針?biāo)軌毫Φ南鄬ψ兓惶结樕斐鲩L度等于探針伸出時間乘以恒定速度；步驟(9)：探針抵達(dá)沉渣底部的硬巖層時，探針伸出受阻并將檢測探頭慢慢頂起，電機負(fù)載驟然增大，電機工作電流也突然增大，檢測探頭的傾角也開始增大，地面主機的探頭壓力-探針伸出長度曲線和傾角-探針伸出長度曲線出現(xiàn)拐點；同時出現(xiàn)的拐點處對應(yīng)的探針伸出長度即為沉渣厚度；步驟(10)：參數(shù)檢測結(jié)束。采用本專利技術(shù)的成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置及方法，在檢測探頭從孔口下放到孔底的過程中啟動孔徑孔斜檢測功能，通過超聲波換能器測定不同深度位置的孔徑和孔斜，在檢測探頭下放到孔底后啟動沉渣厚度檢測功能，通過同步測定檢測探頭的傾角和探針壓力，兩者相互驗證，提高了沉渣下分界面判定的可靠性和準(zhǔn)確性，進而實現(xiàn)了下放一次檢測探頭即可完成成孔成槽多參數(shù)檢測功能，提高了檢測效率和準(zhǔn)確性。另外，通過探頭傾角參量來判斷探頭的初始狀態(tài)，并對探頭初始狀態(tài)做出調(diào)整，可保證探針垂直向下伸出，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；將探針絲桿與電機平行設(shè)置，大大減小了探頭的長度，有利于增大沉渣厚度檢測的量程范圍；將電機工作電流等效于探針?biāo)軌毫Γ喕颂筋^結(jié)構(gòu)，提高了探頭工
作可靠性和準(zhǔn)確性。附圖說明圖1為本專利技術(shù)成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為檢測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中I處放大圖；圖4為檢測探頭的剖面圖；圖5為探頭電路板的結(jié)構(gòu)框圖；圖6A為壓力-探針伸出長度曲線；圖6B為傾角-探針伸出長度曲線。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。本專利技術(shù)提供一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，如圖1所示，包括：檢測探頭100、地面主機200和地面電纜絞車300，檢測探頭100通過電纜400與地面電纜絞車300連接，地面電纜絞車300通過信號線與地面主機200連接。如圖1至4所示，檢測探頭100包括密封腔本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，包括檢測探頭(100)、通過電纜(400)與檢測探頭(100)連接的地面電纜絞車(300)、通過信號線與地面電纜絞車(300)連接的地面主機(200)；其特征在于，檢測探頭(100)包括密封腔體組件(101)、電機組件(102)、探針組件(103)、探頭電路板(104)和超聲波換能器(105)；密封腔體組件(101)包括從下到上依次同軸設(shè)置的腔底盤(1011)、腔體(1012)、腔體蓋(1014)；腔體蓋(1014)的頂部設(shè)有用于固定電纜(400)一端的固定孔(1016)，腔體蓋(1014)與腔體(1012)的頂部密封連接；腔體(1012)的底部設(shè)有底部固定座(1017)，底部固定座(1017)的下側(cè)通過動密封螺母(1013)與腔底盤(1011)密封連接；電機組件(102)包括軸承座(1021)、電機(1022)、第一齒輪(1023)；軸承座(1021)的兩端通過連接件與腔體(1012)內(nèi)壁固定；電機(1022)固定于軸承座(1021)上，且電機(1022)的動力輸出端與設(shè)于軸承座(1021)上方的第一齒輪(1023)軸連接；探針組件(103)包括探針(1031)、牽引螺母(1032)、絲桿(1034)、第二齒輪(1038)、兩個導(dǎo)向軸(1039)；探針(1031)設(shè)置在牽引螺母(1032)底部，探針(1031)依次穿過并伸出底部固定座(1017)、動密封螺母(1013)和腔底盤(1011)；牽引螺母(1032)與絲桿(1034)同軸套合；絲桿(1034)的軸承部固定在軸承座(1021)上，絲桿(1034)的頂部通過設(shè)于軸承座(1021)上方的第二齒輪(1038)與第一齒輪(1023)嚙合；兩根導(dǎo)向軸(1039)與絲桿(1034)平行設(shè)置，且導(dǎo)向軸(1039)的一端固定在軸承座(1021)上，導(dǎo)向軸(1039)的另一端固定在動密封螺母(1013)的限位孔內(nèi)；牽引螺母(1032)兩側(cè)的限位凸起與兩根導(dǎo)向軸(1039)滑動配合；探頭電路板(104)的一端固定在腔體蓋(1014)內(nèi)側(cè)，且探頭電路板(104)設(shè)于軸承座(1021)的另一側(cè)；探頭電路板(104)包括控制單元(1041)、傾角傳感器(1042)、電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)、RS485接口(1044)、電源模塊(1045)；電源模塊(1045)分別與控制單元(1041)、電機(1022)電連接；電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)一端與電機(1022)電連接，電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)另一端與控制單元(1041)電連接；傾角傳感器(1042)與控制單元(1041)電連接；控制單元(1041)通過與RS485接口(1044)電連接的電纜(400)接收地面主機(200)的控制信號和向地面主機(200)傳輸傾角信號和電機工作電流信號；控制單元(1041)的輸出端與電機(1022)的控制端電連接；其中，電機工作電流的相對變化等效于探針?biāo)軌毫Φ南鄬ψ兓怀暡〒Q能器(105)設(shè)于腔體(1012)的側(cè)壁上，且超聲波換能器(105)通過電纜(400)的信號線與地面主機(200)電連接。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，包括檢測探頭(100)、通過電纜(400)與檢測探頭(100)連接的地面電纜絞車(300)、通過信號線與地面電纜絞車(300)連接的地面主機(200)；其特征在于，檢測探頭(100)包括密封腔體組件(101)、電機組件(102)、探針組件(103)、探頭電路板(104)和超聲波換能器(105)；密封腔體組件(101)包括從下到上依次同軸設(shè)置的腔底盤(1011)、腔體(1012)、腔體蓋(1014)；腔體蓋(1014)的頂部設(shè)有用于固定電纜(400)一端的固定孔(1016)，腔體蓋(1014)與腔體(1012)的頂部密封連接；腔體(1012)的底部設(shè)有底部固定座(1017)，底部固定座(1017)的下側(cè)通過動密封螺母(1013)與腔底盤(1011)密封連接；電機組件(102)包括軸承座(1021)、電機(1022)、第一齒輪(1023)；軸承座(1021)的兩端通過連接件與腔體(1012)內(nèi)壁固定；電機(1022)固定于軸承座(1021)上，且電機(1022)的動力輸出端與設(shè)于軸承座(1021)上方的第一齒輪(1023)軸連接；探針組件(103)包括探針(1031)、牽引螺母(1032)、絲桿(1034)、第二齒輪(1038)、兩個導(dǎo)向軸(1039)；探針(1031)設(shè)置在牽引螺母(1032)底部，探針(1031)依次穿過并伸出底部固定座(1017)、動密封螺母(1013)和腔底盤(1011)；牽引螺母(1032)與絲桿(1034)同軸套合；絲桿(1034)的軸承部固定在軸承座(1021)上，絲桿(1034)的頂部通過設(shè)于軸承座(1021)上方的第二齒輪(1038)與第一齒輪(1023)嚙合；兩根導(dǎo)向軸(1039)與絲桿(1034)平行設(shè)置，且導(dǎo)向軸(1039)的一端固定在軸承座(1021)上，導(dǎo)向軸(1039)的另一端固定在動密封螺母(1013)的限位孔內(nèi)；牽引螺母(1032)兩側(cè)的限位凸起與兩根導(dǎo)向軸(1039)滑動配合；探頭電路板(104)的一端固定在腔體蓋(1014)內(nèi)側(cè)，且探頭電路板(104)設(shè)于軸承座(1021)的另一側(cè)；探頭電路板(104)包括控制單元(1041)、傾角傳感器(1042)、電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)、RS485接口(1044)、電源模塊(1045)；電源模塊(1045)分別與控制單元(1041)、電機(1022)電連接；電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)一端與電機(1022)電連接，電流A/D轉(zhuǎn)換器(1043)另一端與控制單元(1041)電連接；傾角傳感器(1042)與控制單元(1041)電連接；控制單元(1041)通過與RS485接口(1044)電連接的電纜(400)接收地面主機(200)
\t的控制信號和向地面主機(200)傳輸傾角信號和電機工作電流信號；控制單元(1041)的輸出端與電機(1022)的控制端電連接；其中，電機工作電流的相對變化等效于探針?biāo)軌毫Φ南鄬ψ兓怀暡〒Q能器(105)設(shè)于腔體(1012)的側(cè)壁上，且超聲波換能器(105)通過電纜(400)的信號線與地面主機(200)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，其特征在于，超聲波換能器(105)具有多個，多個超聲波換能器(105)沿腔體(1012)側(cè)壁底部同一周向或不同高度周向成對設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種成孔成槽多參數(shù)綜合檢測裝置，其特征在于，所述探針組件(103)還包括限位開關(guān)觸頭(1033)、上限位開關(guān)(1035)、下限位開關(guān)(1036)、下限位開關(guān)固定座(1037)，限位開關(guān)觸頭(1033)設(shè)于牽引螺母(1032)的上方；上限位開關(guān)(1035)的一端固定在軸承座(1021)底部；下限位開關(guān)固定座(1037)與底部固定座(1017)同軸套合，下限位開關(guān)固定座(1037)上設(shè)有與上限位開關(guān)(1035)相對設(shè)置的下限位開關(guān)(1036)；上限位開關(guān)(1035)、下限位開關(guān)(1036)與控制單元(1041)的輸入端電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏代林，曾成林，肖樂，楊飛，夏昇平，吳自來，孟紅霞，
申請(專利權(quán))人：武漢天宸偉業(yè)物探科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
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