CN110779453A - 一种混凝土浇筑状态检测用传感器及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混凝土浇筑状态检测用传感器。包括发射单元、接收单元和安装座；发射单元和接收单元螺纹连接于安装座上；所述发射单元包括电路板、光源发射装置、连接件、透光元件和航空插头；连接件呈管状，连接件的两端具有内螺纹，连接件一端与航空插头螺纹连接，另一端与透光元件螺纹连接；光源发射装置、电路板安装于连接件内；接收单元用于接收发射单元发出的信号并输出检测数据。本发明还提供了一种混凝土浇筑状态检测装置，包括多个沿着台车拱形面均匀分布的传感器；安装座通过螺栓连接安装在台车模板上。本发明整体结构简便、尺寸紧凑，连接件与透光元件、航空插头均采用螺纹连接，易于拆装和检修；检测方式简便、检测效果可靠。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种混凝土浇筑状态检测用传感器及检测装置。
背景技术
在隧道施工过程中，二次衬砌是在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌，与初期支护共同形成复合式衬砌。在混凝土浇筑过程中，为了保证浇筑的质量，往往需要对浇筑空间的状态进行实时的监控，以此来指导浇筑施工的过程。
在现有的二次衬砌上，常用的检测方法包括安装摄像头、电极片、检测管、压力传感器等，实现对衬砌混凝土高度、密实度等的检测。其中，摄像头采集的图像需要人工进行判定，而且单个摄像头并不能同时监控整个浇筑空间，电极片检测的方式需要在每次浇筑前安装电极片，所以局限对拱顶位置的检测，安装检测管的方式需要人工判断灌筑位置并需要在浇筑过程中及时的对检测管进行处理。上述方法都不能对浇筑过程进行全面的监测，且检测装置不可靠具有不稳定性。
综上所述，急需一种混凝土浇筑状态检测装置以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种混凝土浇筑状态检测用传感器及检测装置，适用于自动实时检测二次衬砌台车施工过程中浇筑高度状态。
为实现上述目的，本发明提供了一种混凝土浇筑状态检测用传感器，包括发射单元、接收单元和安装座；发射单元和接收单元螺纹连接于安装座上；所述发射单元包括电路板、光源发射装置、连接件、透光元件和航空插头；连接件呈管状，连接件的两端具有内螺纹，连接件一端与航空插头螺纹连接，另一端与透光元件螺纹连接；光源发射装置、电路板安装于连接件内，采用卡槽式连接或双组份胶液整体胶封的方式安装；所述接收单元与发射单元的结构形式相同，仅电路板上的集成电路不同；所述接收单元用于接收发射单元发出、经混凝土面反射的信号并输出检测数据。
优选地，所述连接件与透光元件连接处采用O型圈密封。
优选地，所述透光元件与混凝土接触面开倒角，方便传感器拆卸；透光元件表面贴有钢化膜，用以增强透光元件的耐磨性，提高透光元件的使用寿命。
优选地，所述连接件采用不锈钢材质制作；透光元件选用有机玻璃或钢化玻璃。
优选地，所述安装座与台车模板接触面设有密封垫片。
优选地，所述连接件与透光元件连接的一端具有外螺纹，安装座上设有与连接件外螺纹相匹配的螺纹孔；所述螺纹孔的大小与标准压力传感器或标准温度传感器的螺纹安装孔大小一样。
优选地，所述安装座与连接件螺纹连接以及连接件与透光元件螺纹连接采用反向螺纹连接方式。
优选地，所述传感器与安装座之间采用ED圈或O型圈密封。
优选地，所述透光元件的端面高于安装座底面0.5-3mm，保证光照覆盖和接收的范围。
本发明还提供了一种混凝土浇筑状态检测装置，包括多个上述传感器，多个传感器沿着台车拱形面均匀分布；安装座通过螺栓连接安装在台车模板上；混凝土浇筑过程中，混凝土将逐次覆盖设置在不同高度位置的传感器，用以实时检测混凝土浇筑高度状态。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明中，传感器整体结构简便、尺寸紧凑，连接件与透光元件、航空插头均采用螺纹连接，易于拆装和检修；基于光照度检测的方式，通过判定衬砌混凝土遮盖住光照度检测单元，利用检测元件检测到的光照度变化，产生信号状态的切换，作为混凝土浇筑高度检测的判定条件。具备检测方式简便、检测效果可靠等优点。
(2)本发明中，连接件采用不锈钢材质制作，有效的保证了传感器的强度和稳定性。连接件呈管状设计有效的控制了传感器在台车模板上安装的截面积，减小了开孔尺寸对台车结构强度的影响。
(3)本发明中，安装座整体采用集成式、模块式设计，传感器螺纹接口采用通用压力传感器接口，实际应用中可与压力传感器进行替换，且预留温度传感器接口，实现对衬砌状态的全方位检测。
(4)本发明中，连接件与透光元件连接处采用O型圈密封，传感器与安装座之间采用ED圈或O型圈密封，具有防水密封性能，能稳定可靠运行的光源检测传感器。
(5)本发明中，透光元件与混凝土接触面开倒角，方便传感器拆卸；透光元件表面贴有钢化膜，用以增强透光元件的耐磨性，提高透光元件的使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是运用光照度检测衬砌台车混凝土浇注高度示意图；
图2为检测装置在台车上安装示意图；
图3为检测装置整体结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5为传感器结构示意图；
图6为传感器结构剖视图；
其中，1、发射单元，1.1、连接件，1.2、航空插头，1.3、透光元件，1.4、光源发射装置，1.5、电路板，1.6、O型圈，2、接收单元，3、安装座，3.1、预留接口，4、螺栓紧固件，5、ED圈，100、传感器，300、衬砌台车。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1～图6，一种混凝土浇筑状态检测用传感器及检测装置，本实施例应用于衬砌台车混凝土浇注工况的检测。
一种混凝土浇筑状态检测用传感器，包括发射单元1、接收单元2和安装座3；发射单元1和接收单元2螺纹连接于安装座3上；所述发射单元1包括电路板1.5、光源发射装置1.4、连接件1.1、透光元件1.3和航空插头1.2；连接件1.1呈管状，连接件1.1的两端具有内螺纹，连接件1.1一端与航空插头1.2螺纹连接，另一端与透光元件1.3螺纹连接；所述连接件1.1与透光元件1.3连接处采用O型圈1.6密封。光源发射装置1.4、电路板1.5安装于连接件1.1内，采用卡槽式连接或双组份胶液整体胶封的方式安装，光源发射装置1.4采用LED光源；所述接收单元2与发射单元1的结构形式相同，仅电路板上的集成电路不同；所述接收单元2用于接收发射单元1发出、经混凝土面反射的信号并输出检测数据。
所述透光元件1.3与混凝土接触面开倒角，方便发射单元1或接收单元2的拆卸；考虑到混凝土砂石较为粗糙，可以在透光元件1.3表面贴有钢化膜，用以增强透光元件1.3的耐磨性，提高透光元件1.3的使用寿命。
所述连接件1.1采用不锈钢材质制作，有效的保证了传感器的强度。透光元件选用有机玻璃或钢化玻璃等透明材料，本实施例优选为有机玻璃。
所述连接件1.1与透光元件1.3连接的一端具有外螺纹，安装座3上设有与连接件1.1外螺纹相匹配的螺纹孔。所述传感器与安装座3之间采用ED圈5或O型圈1.6密封。
所述安装座螺纹孔的数量为三个，螺纹孔的大小与标准压力传感器螺纹安装孔设计成一样，如图4所示，安装了两个传感器，预留接口3.1可用于安装压力传感器或温度传感器，通用性强，便于替换。
所述透光元件1.3与连接件1.1螺纹连接以及连接件1.1与安装座3螺纹连接采用反向螺纹连接方式。若透光元件1.3与不锈钢连接件1.1连接螺纹旋向为左旋，则安装座3与连接件1.1螺纹旋向为右旋。
如图1所示，透光元件1.3的端面高于安装座3底面(即高于台车顶板面)0.5-3mm，保证光照覆盖和接收的范围，提高检测的准确性。
一种混凝土浇筑状态检测装置，包括多个上述传感器100，多个传感器100沿着台车拱形面均匀分布。安装座3通过螺栓紧固件4安装在台车模板上，所述安装座3与台车模板接触面设有密封垫片，以实现密封，如图1、图2所示。
按照不同浇筑高度，在衬砌台车300上沿着台车拱形面开多个圆孔及螺纹安装孔。连接件1.1管状的设计有效的控制了传感器在台车模板上安装的截面积，减小了开孔尺寸对台车结构强度的影响。
上述一种混凝土浇筑状态检测装置工作原理：LED光源保障了黑暗的环境中传感器正常工作时所需光照度，接收单元2实时采集光照强度并输出检测数据的大小，数据实时反映进入传感器顶部玻璃的光照度，由台车电气控制***配置的控制器进行处理。混凝土浇筑过程中，混凝土将逐次覆盖设置在不同高度位置的传感器装置，控制***可以实时检测混凝土浇筑高度状态，从而指导整个浇筑过程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，包括发射单元、接收单元和安装座；发射单元和接收单元螺纹连接于安装座上；所述发射单元包括电路板、光源发射装置、连接件、透光元件和航空插头；连接件呈管状，连接件的两端具有内螺纹，连接件一端与航空插头螺纹连接，另一端与透光元件螺纹连接；光源发射装置、电路板安装于连接件内，采用卡槽式连接或双组份胶液整体胶封的方式安装；所述接收单元与发射单元的结构形式相同，仅电路板上的集成电路不同；所述接收单元用于接收发射单元发出、经混凝土面反射的信号并输出检测数据。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述连接件与透光元件连接处采用O型圈密封。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述透光元件与混凝土接触面开倒角，方便传感器拆卸；透光元件表面贴有钢化膜，用以增强透光元件的耐磨性，提高透光元件的使用寿命。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述连接件采用不锈钢材质制作；透光元件选用有机玻璃或钢化玻璃。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述安装座与台车模板接触面设有密封垫片。
6.根据权利要求5所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述连接件与透光元件连接的一端具有外螺纹，安装座上设有与连接件外螺纹相匹配的螺纹孔；所述螺纹孔的大小与标准压力传感器或标准温度传感器的螺纹安装孔大小一样。
7.根据权利要求6所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述安装座与连接件螺纹连接以及连接件与透光元件螺纹连接采用反向螺纹连接方式。
8.根据权利要求7所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述传感器与安装座之间采用ED圈或O型圈密封。
9.根据权利要求8所述的一种混凝土浇筑状态检测用传感器，其特征在于，所述透光元件的端面高于安装座底面0.5-3mm，保证光照覆盖和接收的范围。
10.一种混凝土浇筑状态检测装置，其特征在于，包括多个如权利要求1～9任意一项所述的传感器，多个传感器沿着台车拱形面均匀分布；安装座通过螺栓连接安装在台车模板上；混凝土浇筑过程中，混凝土将逐次覆盖设置在不同高度位置的传感器，用以实时检测混凝土浇筑高度状态。
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