一種手持式水底灌樁頂面高程控制預(yù)警裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種手持式水底灌樁頂面高程控制預(yù)警裝置及方法，包括：依次串聯(lián)連接的手持式報(bào)警儀、防水導(dǎo)線以及水下密閉探頭；手持式報(bào)警儀內(nèi)部設(shè)有主控制器以及與主控制器分別連接的供電電源、信號(hào)處理電路和報(bào)警電路；水下密閉探頭內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)，當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，水下密閉探頭內(nèi)部電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激增電流信號(hào)通過防水導(dǎo)線連接到手持式報(bào)警儀，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；本發(fā)明有益效果：本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工人員所接受；經(jīng)過施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，本裝置能夠準(zhǔn)確的控制水下灌注樁的樁頂高程，精度在5cm之內(nèi)，相比傳統(tǒng)桿探法的控制精度有明顯的改善。
【專利說明】
一種手持式水底灌樁頂面高程控制預(yù)警裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程設(shè)備相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土是土木工程施工中最常見的一種施工材料，用途非常廣泛，在建筑物等的施工中扮演著重要的角色。在建筑物的建設(shè)之中，下部基礎(chǔ)的建設(shè)是最重要的，直接決定著上部結(jié)構(gòu)物的安全性和穩(wěn)定性。下部混凝土基礎(chǔ)多為粧基工程，且都為隱蔽式粧基，即粧頂設(shè)計(jì)標(biāo)高在地面以下且鉆孔中充滿泥漿，人的肉眼無法直接判斷基粧頂面的高程。
[0003]國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的最常用的探測(cè)方法為桿探法和重錘法，桿探法即用一根長(zhǎng)竹竿在混凝土即將達(dá)到灌注高度的時(shí)候伸入泥漿之中，憑借現(xiàn)場(chǎng)工作人員的經(jīng)驗(yàn)來判斷粗骨料所在的高度。重錘法即用一根帶有刻度的線，一端連接有重物，下探泥漿之中，原理和桿探法類似。然而現(xiàn)有的方法存在非常大的缺陷:
[0004]I)體積過于笨重。
[0005]2)需要每隔一定的時(shí)間進(jìn)行探測(cè)工作，極大地拖延施工進(jìn)度。
[0006]3)完全依賴施工人員的經(jīng)驗(yàn)，極易造成嚴(yán)重的超灌現(xiàn)象。
[0007]4)超灌造成混凝土的浪費(fèi)，鑿除粧頭浪費(fèi)了大量的人力和財(cái)力。
[0008]5)混凝土廢料對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)存在部分關(guān)于粧基頂面高程控制設(shè)備的研究。例如:
[0010]現(xiàn)有技術(shù)公開了在裝置下端設(shè)置比重介于泥漿和混凝土之間的振動(dòng)塊，當(dāng)混凝土接觸到振動(dòng)塊以后會(huì)將振動(dòng)塊托起，觸碰到上方開關(guān)以后閉合電路，報(bào)警器報(bào)警。該裝置存在如下不足:I)每個(gè)地區(qū)泥漿比重不一樣，混凝土不同標(biāo)號(hào)的比重也存在很大的差異。所以必然會(huì)造成該裝置的錯(cuò)誤報(bào)警，進(jìn)而影響到整個(gè)粧身的質(zhì)量，可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。2)在灌注過程中，混凝土上涌面是不規(guī)則的，即將達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)的上涌面會(huì)高于標(biāo)高面，同樣也會(huì)造成誤報(bào)。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)公開了通過取樣桶探測(cè)鉆孔中混凝土的高度，該方法與已有的桿探法一樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并不能解決實(shí)際的問題。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)公開了利用抓斗下探泥漿中抓取混凝土。由于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，該裝置無疑會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作量，且該裝置的抓斗大量的利用了螺栓結(jié)構(gòu)，泥漿中的砂粒在進(jìn)入螺栓之后會(huì)卡住螺栓，從而導(dǎo)致該裝置無法工作。
[0013]綜上所述，如何設(shè)計(jì)一種裝置，既能在水下灌注粧的過程中能夠快速、準(zhǔn)確的控制混凝土的高度，也能有效的提高施工效率降低鑿粧成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的就是為了解決上述難題，提供了一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置及方法，該裝置反應(yīng)迅速，能及時(shí)的傳遞報(bào)警信息，有效的提高施工效率降低鑿粧成本。體積小巧，操作方便，結(jié)實(shí)耐用，能夠被廣大的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員接受。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0016]—種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，包括:依次串聯(lián)連接的手持式報(bào)警儀、防水導(dǎo)線以及水下密閉探頭；
[0017]所述手持式報(bào)警儀內(nèi)部設(shè)有主控制器以及與主控制器分別連接的供電電源、信號(hào)處理電路和報(bào)警電路；
[0018]所述水下密閉探頭內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)，當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，水下密閉探頭內(nèi)部電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激增電流信號(hào)通過防水導(dǎo)線連接到手持式報(bào)警儀，所述激增電流信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路后，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào);所述電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)后，主控制器控制斷開水下密閉探頭的供電。
[0019]進(jìn)一步地，所述水下密閉探頭包括:依次連接的導(dǎo)線串口、電動(dòng)機(jī)和槳葉；在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有橡膠環(huán);所述電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)電流差異明顯。
[0020]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理電路包括依次串聯(lián)連接的采樣電路、信號(hào)放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路;所述采樣電路包括:串聯(lián)連接的雙路隔離單元和采樣電組。
[0021]進(jìn)一步地，所述雙路隔離單元包括:
[0022]一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R28和三極管Q2后接入繼電器U9的第一輸入端；繼電器U9的第二輸入端經(jīng)過二極管D5連接采樣電阻；繼電器U9的第三輸入端接地;在繼電器U9的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D6;
[0023]另一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R33和三極管Q3后接入繼電器Ull的第一輸入端;繼電器Ul I的第二輸入端和第三輸入端接地，在繼電器Ul I的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D7;
[0024]繼電器U9和繼電器Ul I的輸出端分別連接DCl。
[0025]進(jìn)一步地，所述采樣電阻包括:電阻R26和電阻R27串聯(lián)組成串聯(lián)支路一，電阻R30、電阻R34和電阻R31依次串聯(lián)連接組成串聯(lián)支路二 ；串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路二并聯(lián)連接；串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路二的一端分別連接電源，另一端分別接地。
[0026]進(jìn)一步地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路具有兩路通道，一路通道接收經(jīng)過采樣電阻分壓并放大后的采樣電壓信號(hào);另一路通道接收經(jīng)過分壓后電源電壓。
[0027]進(jìn)一步地，手持式報(bào)警儀包括:顯示屏、操作面板以及導(dǎo)線插槽;所述操作面板上設(shè)有操作按鍵;在所述手持式報(bào)警儀的底部設(shè)有導(dǎo)線插槽。
[0028]—種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置的工作方法，包括:
[0029](I)水下密閉探頭通過防水導(dǎo)線與手持式報(bào)警儀連接;將采樣電阻與電機(jī)串聯(lián)連接，通過采樣電阻測(cè)量電機(jī)的采樣電流；
[0030](2)當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，密閉探頭內(nèi)部電機(jī)停轉(zhuǎn)；
[0031](3)直流電機(jī)被阻轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)阻極小，直流電機(jī)與采樣電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻變小，采樣電流增大測(cè)量電阻上分得的電壓變大;該電阻上的電壓經(jīng)過放大以后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過主控制器調(diào)控以后輸出到報(bào)警電路中發(fā)出警報(bào)；
[0032](4)主控制器控制斷開水下密閉探頭的供電；
[0033](5)停止混凝土的灌注。
[0034]進(jìn)一步地，電機(jī)采樣電流流經(jīng)采樣電組產(chǎn)生壓降；采樣電阻上壓降的大小與采樣電流的關(guān)系為歐姆定率關(guān)系；采樣電阻上的電壓經(jīng)過放大后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字量，與預(yù)先設(shè)定好的閥值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判定是否報(bào)警。
[0035]本發(fā)明有益效果:
[0036](I)本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工人員所接受；
[0037](2)經(jīng)過施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，本裝置能夠準(zhǔn)確的控制水下灌注粧的粧頂高程，精度在5 cm之內(nèi)，相比傳統(tǒng)桿探法3 O cm-5 O cm的控制精度有明顯的改善；
[0038](3)本裝置應(yīng)用于粧基施工的過程中，能明顯的提高施工效率降低施工成本；
[0039](4)本裝置能有力的控制水下灌注粧的超灌高度，后期處理粧頭的長(zhǎng)度縮短，能有效的減少混凝土廢料排放，降低甚至消除了對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的總體效果圖；
[0041]圖2為本發(fā)明中手持報(bào)警儀內(nèi)部電路的采樣電路圖；
[0042]圖3為本發(fā)明中手持報(bào)警儀內(nèi)部電路的報(bào)警器控制電路圖；
[0043]圖4為本發(fā)明中手持報(bào)警儀內(nèi)部電路的電源電路圖；
[0044]圖5為本發(fā)明中手持報(bào)警儀內(nèi)部電路的負(fù)電源電路圖；
[0045]圖6為本發(fā)明中水下密閉探頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖7為本發(fā)明中手持報(bào)警儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]其中:1-1、手持報(bào)警儀，1-2、防水導(dǎo)線，1-3、水下密閉探頭；
[0048]8-1、導(dǎo)線串口，8-2、密封后蓋，8-3、電動(dòng)機(jī)，8-4、橡膠環(huán)，8-5、塑封殼，8-6、槳葉；
[0049]9-l、LED顯示屏，9-2、揚(yáng)聲口，9_3、操作面板，9_4、電源開關(guān)，9_5、導(dǎo)線插槽。
【具體實(shí)施方式】
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[0050]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0051 ]如圖1所示，一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，包括:手持式報(bào)警儀、防水導(dǎo)線1-2以及水下密閉探頭1-3;其中，手持式報(bào)警儀上的導(dǎo)線插槽9-5與防水導(dǎo)線1-2的一端連接，防水導(dǎo)線1-2的另一端與水下密閉探頭1-3的DC電機(jī)的正負(fù)極相連，并做好防水處理。
[0052]如圖7所示，手持式報(bào)警儀包括顯示屏、內(nèi)部電路、電源及開關(guān)、操作面板9-3以及導(dǎo)線插槽9-5。操作面板9-3上有三個(gè)按鍵，揚(yáng)聲口 9-2，電源開關(guān)9-4及導(dǎo)線插槽9-5位于手持報(bào)警儀1-1的底端。電源為11.1V鋰電池，位于操作面板9-3背面的空腔內(nèi)。
[0053]防水導(dǎo)線1-2為Φ6πιπι的加強(qiáng)芯防水導(dǎo)線1-2，考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)用到長(zhǎng)數(shù)十米的導(dǎo)線，導(dǎo)線的重力會(huì)將導(dǎo)線拉斷造成損失，經(jīng)過多次試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)使用，決定采用定制加強(qiáng)芯導(dǎo)線。防水導(dǎo)線1-2—端直接與所述水下密閉探頭1-3的電動(dòng)機(jī)8-3正負(fù)接線柱相連，另一端接有插頭，插頭可直接插入所述手持式報(bào)警儀的導(dǎo)線插槽9-5中。
[0054]如圖6所示，水下密閉探頭1-3內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)8-3，當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，水下密閉探頭1-3內(nèi)部電動(dòng)機(jī)8-3阻轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)8-3阻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激增電流信號(hào)通過防水導(dǎo)線1-2連接到手持式報(bào)警儀，激增電流信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路后，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；電動(dòng)機(jī)8-3阻轉(zhuǎn)后，主控制器控制斷開水下密閉探頭1-3的供電。防水導(dǎo)線1-2通過設(shè)置在電動(dòng)機(jī)8-3密封后蓋8-2上的導(dǎo)線串口 8-1與電動(dòng)機(jī)8-3連接。
[0055]水下密閉探頭1-3包括:槳葉8-6、橡膠環(huán)8-4、塑封殼8-5、電動(dòng)機(jī)8-3。槳葉8-6以及塑封殼8-5均為PVC材質(zhì)。橡膠環(huán)8-4為丁腈橡膠，橡膠環(huán)8-4套在電動(dòng)機(jī)8-3轉(zhuǎn)軸上，壓在電動(dòng)機(jī)8-3和密封殼之間，主要起防水功能。電動(dòng)機(jī)8-3為DC12V直流有刷電動(dòng)機(jī)8-3，運(yùn)轉(zhuǎn)電流
0.6A-0.7A之間，堵轉(zhuǎn)電流為1.873A，該電動(dòng)機(jī)8_3的運(yùn)轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)電流之間的落差巨大，能夠明顯的區(qū)分，所以采用該種型號(hào)的電動(dòng)機(jī)8-3。
[0056]手持式報(bào)警儀內(nèi)部設(shè)有主控制器以及與主控制器分別連接的供電電源、信號(hào)處理電路和報(bào)警電路；
[0057]信號(hào)處理電路包括:采樣電路、信號(hào)放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；
[0058]如圖2所示，采樣電路包括:雙路隔離單元和采樣電組;采樣電路采用兩只繼電器對(duì)探頭輸出進(jìn)行電源地的雙重隔離以防外部高壓等因素影響內(nèi)部電路工作和使用者的安全。
[0059]雙路隔離單元包括:
[0060]一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R28和三極管Q2后接入繼電器U9的第一輸入端；繼電器U9的第二輸入端經(jīng)過二極管D5連接采樣電阻；繼電器U9的第三輸入端接地;在繼電器U9的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D6。
[0061 ]另一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R33和三極管Q3后接入繼電器Ull的第一輸入端;繼電器Ul I的第二輸入端和第三輸入端接地，在繼電器Ul I的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D7。
[0062 ] 繼電器U9和繼電器Ul I的輸出端分別連接DCl。
[0063]采樣電阻包括:電阻R26和電阻R27串聯(lián)組成串聯(lián)支路一，電阻R30、電阻R34和電阻
R31依次串聯(lián)連接組成串聯(lián)支路一.；串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路一■并聯(lián)連接；串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路二的一端分別連接電源，另一端分別接地。
[0064]電阻1?26，1?27，1?31，1?34，1?0為采樣隔離電阻，起到保護(hù)放大器和電流電壓轉(zhuǎn)換的作用，電阻R30為采樣電阻。
[0065]采樣電路考慮到電機(jī)阻轉(zhuǎn)保護(hù)，采樣電路保護(hù)，電池保護(hù)，安全性的要求采用了兩只繼電器對(duì)探頭輸出進(jìn)行電源地的雙重隔離以防外部高壓等因素影響內(nèi)部電路工作和使用者的安全。在電機(jī)阻轉(zhuǎn)時(shí)控制器會(huì)主動(dòng)斷開探頭供電以保護(hù)電池不被過度放電提高電池壽命。串接的I歐姆電阻采用1w功率電阻。
[0066]信號(hào)放大電路選用Ad620集成儀表放大器，具有極高的增益準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，放大倍數(shù)為50倍。輸出端添加了低通濾波器以減少干擾。
[0067]模數(shù)轉(zhuǎn)換電路被配置為兩路獨(dú)立工作。一號(hào)通道采樣經(jīng)過放大的電阻電壓。二號(hào)通道用于保護(hù)電池和計(jì)算電量，為電池電壓(經(jīng)過分壓)。
[0068]電路工作原理為:
[0069]—號(hào)通道:采樣電流流經(jīng)采樣電阻R30，在電阻R30上產(chǎn)生壓降，由信號(hào)放大電路放大后傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)值大于設(shè)置的閥值時(shí)測(cè)量?jī)x開始報(bào)警。
[0070]二號(hào)通道:電源電壓經(jīng)過電池電壓監(jiān)測(cè)電路對(duì)電源電壓分壓后輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)值大于設(shè)置的閥值時(shí)測(cè)量?jī)x開始報(bào)警。[0071 ] 電池電壓監(jiān)測(cè)電路由R22，R23，C18組成，電阻R22—端接電源，另一端分成兩路，其中一路串聯(lián)電阻R23后接地，另一路串聯(lián)電容Cl 8后接地。
[0072]作為一種實(shí)施方式，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路考慮到89c51的控制精度能力，所以模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部分采用德州儀器推出的adslll5集成模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。Adslll5最大16位精度的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換能力。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、采樣精度高的優(yōu)勢(shì)。
[0073]89c51單片機(jī)為所述手持報(bào)警儀1-1的主控制器，89c51具有穩(wěn)定性高受工作環(huán)境影響小的優(yōu)勢(shì)。
[0074]報(bào)警電路如圖3所示，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)考慮到使用環(huán)境較為嘈雜，所以報(bào)警聲音應(yīng)該盡可能的大并且配有屏幕顯示報(bào)警信息。聲音報(bào)警器采用壓電陶瓷片作為音源，最大聲音95分貝。儀器采用鋰電池供電進(jìn)一步提高設(shè)備的穩(wěn)定性。
[0075]圖3所示的報(bào)警電路包括:三極管Q1，用于放大功率;繼電器U7，能夠根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)通端口的切換;二極管D4，用于保護(hù)繼電器U7。
[0076]如圖4所示，電源電路采用穩(wěn)壓源LM1085來對(duì)輸入的電流進(jìn)行穩(wěn)定，確保電子元件的正常工作。由于該電路中存在ad620集成儀表放大器，所以要使用負(fù)電源來對(duì)內(nèi)部電路進(jìn)行偏置。負(fù)電源電路如圖5所示，采用反相器TPS60400實(shí)現(xiàn)，該反向器芯片只需外界三個(gè)電容即可實(shí)現(xiàn)電壓的反向。
[0077]—種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置的工作方法，包括:
[0078](I)水下密閉探頭1-3通過防水導(dǎo)線1-2與手持式報(bào)警儀連接;將采樣電阻與電機(jī)串聯(lián)連接，通過采樣電阻測(cè)量電機(jī)的采樣電流；
[0079](2)當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，密閉探頭內(nèi)部電機(jī)停轉(zhuǎn)；
[0080](3)直流電機(jī)被阻轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)阻極小，直流電機(jī)與采樣電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻變小，采樣電流增大測(cè)量電阻上分得的電壓變大;該電阻上的電壓經(jīng)過放大以后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過主控制器調(diào)控以后輸出到報(bào)警電路中發(fā)出警報(bào)；
[0081]電機(jī)采樣電流流經(jīng)采樣電組產(chǎn)生壓降;采樣電阻上壓降的大小與采樣電流的關(guān)系為歐姆定率關(guān)系；采樣電阻上的電壓經(jīng)過放大后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字量，與預(yù)先設(shè)定好的閥值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判定是否報(bào)警。
[0082](4)主控制器控制斷開水下密閉探頭1-3的供電；
[0083](5)停止混凝土的灌注。
[0084]具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0085]將水下密閉探頭1-3固定于鋼筋籠內(nèi)側(cè)，隨鋼筋籠一起下放到鉆孔之中，同時(shí)打開手持式報(bào)警儀檢測(cè)該儀器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，LED顯示屏9-1顯示的工作電流如果在0.5A左右證明儀器運(yùn)轉(zhuǎn)正常。下放料斗開始進(jìn)行混凝土灌注，當(dāng)混凝土高度逐漸上升離設(shè)計(jì)標(biāo)高面Im左右的時(shí)候，適當(dāng)降低罐車出料速度，并注意觀察手持報(bào)警儀1-1的工作狀態(tài)?；炷恋拇止橇嫌|碰到水下密閉探頭1-3的槳葉8-6的時(shí)候會(huì)阻轉(zhuǎn)DC電機(jī)8-3，此時(shí)激增電流信號(hào)會(huì)傳入到手持報(bào)警儀1-1的電路中，報(bào)警電路工作。此時(shí)停止下料即可。
[0086]本發(fā)明工作原理為:
[0087]本發(fā)明的水下密閉探頭1-3中有電動(dòng)機(jī)8-3。當(dāng)通過防水導(dǎo)線1-2接入手持操作儀后，打開電源開關(guān)9-4，水下密閉探頭1-3能夠正常工作。當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，密閉探頭停轉(zhuǎn)，電機(jī)內(nèi)阻約等于內(nèi)部線圈的等效電阻。待測(cè)信號(hào)為電流量，所以采用添加測(cè)量電阻的方式進(jìn)行測(cè)量。為了使測(cè)量電機(jī)分得盡可能大的電壓以提高其扭矩所以測(cè)量電阻被選擇為I Ω。測(cè)量得到電阻所分得的電壓由歐姆定律可以計(jì)算出流過電阻的電流。直流電機(jī)被阻轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)阻極小所以直流電機(jī)與電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻變小電流增大測(cè)量電阻上分得的電壓變大。該電阻上的電壓經(jīng)過放大以后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過單片機(jī)的主程序調(diào)控以后輸出到報(bào)警電路中發(fā)出警報(bào)。此時(shí)即可停止混凝土的灌注。
[0088]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，包括:依次串聯(lián)連接的手持式報(bào)警儀、防水導(dǎo)線以及水下密閉探頭； 所述手持式報(bào)警儀內(nèi)部設(shè)有主控制器以及與主控制器分別連接的供電電源、信號(hào)處理電路和報(bào)警電路； 所述水下密閉探頭內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)，當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，水下密閉探頭內(nèi)部電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激增電流信號(hào)通過防水導(dǎo)線連接到手持式報(bào)警儀，所述激增電流信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理電路后，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào);所述電動(dòng)機(jī)阻轉(zhuǎn)后，主控制器控制斷開水下密閉探頭的供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，所述水下密閉探頭包括:依次連接的導(dǎo)線串口、電動(dòng)機(jī)和槳葉；在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有橡膠環(huán);所述電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)電流差異明顯。3.如權(quán)利要求1所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，所述信號(hào)處理電路包括依次串聯(lián)連接的采樣電路、信號(hào)放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路;所述采樣電路包括:串聯(lián)連接的雙路隔離單元和采樣電組。4.如權(quán)利要求3所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，所述雙路隔離單元包括: 一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R28和三極管Q2后接入繼電器U9的第一輸入端；繼電器U9的第二輸入端經(jīng)過二極管D5連接采樣電阻；繼電器U9的第三輸入端接地;在繼電器U9的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D6; 另一路探頭輸出信號(hào)依次串聯(lián)電阻R33和三極管Q3后接入繼電器Ull的第一輸入端;繼電器Ul I的第二輸入端和第三輸入端接地，在繼電器Ul I的第一輸入端和第三輸入端之間串聯(lián)連接二極管D7; 繼電器U9和繼電器Ull的輸出端分別連接DCl。5.如權(quán)利要求3所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，所述采樣電阻包括:電阻R26和電阻R27串聯(lián)組成串聯(lián)支路一，電阻R30、電阻R34和電阻R31依次串聯(lián)連接組成串聯(lián)支路一-;串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路一■并聯(lián)連接；串聯(lián)支路一和串聯(lián)支路一■的一端分別連接電源，另一端分別接地。6.如權(quán)利要求3所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路具有兩路通道，一路通道接收經(jīng)過采樣電阻分壓并放大后的采樣電壓信號(hào)；另一路通道接收經(jīng)過分壓后電源電壓。7.如權(quán)利要求1所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置，其特征是，手持式報(bào)警儀包括:顯示屏、操作面板以及導(dǎo)線插槽;所述操作面板上設(shè)有操作按鍵;在所述手持式報(bào)警儀的底部設(shè)有導(dǎo)線插槽。8.—種如權(quán)利要求1所述的手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置的工作方法，其特征是，包括: (1)水下密閉探頭通過防水導(dǎo)線與手持式報(bào)警儀連接;將采樣電阻與電機(jī)串聯(lián)連接，通過采樣電阻測(cè)量電機(jī)的采樣電流； (2)當(dāng)混凝土灌注使得粗骨料上升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，密閉探頭內(nèi)部電機(jī)停轉(zhuǎn)； (3)直流電機(jī)被阻轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)阻極小，直流電機(jī)與采樣電阻的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻變小，采樣電流增大測(cè)量電阻上分得的電壓變大;該電阻上的電壓經(jīng)過放大以后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過主控制器調(diào)控以后輸出到報(bào)警電路中發(fā)出警報(bào)； (4)主控制器控制斷開水下密閉探頭的供電； (5)停止混凝土的灌注。9.如權(quán)利要求8所述的一種手持式水底灌粧頂面高程控制預(yù)警裝置的工作方法，其特征是，電機(jī)采樣電流流經(jīng)采樣電組產(chǎn)生壓降；采樣電阻上壓降的大小與采樣電流的關(guān)系為歐姆定率關(guān)系；采樣電阻上的電壓經(jīng)過放大后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字量，與預(yù)先設(shè)定好的閥值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判定是否報(bào)警。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK105928489SQ201610417015
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】崔偉, 付憲章, 徐寶軍, 鄭曉, 呂高航, 楊殿斌, 張志武, 胡蒙蒙, 劉春陽
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)