专利摘要

本发明涉及一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，包括测速系统、测距系统、单片机及超声探测管，测距系统和测速系统安装在超声探测管外部，单片机置于超声探测管内部，测速系统包括测速发射器和测速接收器，测速发射器和测速接收器沿超声探测管轴向设置，测距系统包括测距发射器、测距接收器及反射片，测距发射器与测距接收器沿超声探测管圆周均布设置，反射片预埋在根键根部，测速发射器、测速接收器、测距发射器、测距接收器均通过导线与单片机连接。与现有技术相比，本发明装置可以有效消除声速在泥浆中变化的影响以及根键垂直度的影响，从而精确测量根键入土深度，了解根键的装配情况；该装置操作方便，结构简单，费用少。

权利要求

1.一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，包括测速系统、测距系统、单片机(6)及超声探测管(7)，

所述测距系统和测速系统安装在超声探测管(7)外部，所述单片机(6)置于超声探测管(7)内部，

所述测速系统包括测速发射器(4)和测速接收器(5)，所述测速发射器(4)和测速接收器(5)沿超声探测管(7)轴向设置，且测速发射器(4)在上，测速接收器(5)在下，

所述测距系统包括测距发射器(1)、测距接收器(2)及反射片(3)，所述测距发射器(1)与测距接收器(2)沿超声探测管(7)圆周均布设置，所述反射片(3)为两片垂直光滑反射铁片，预埋在根键根部，

所述测速发射器(4)、测速接收器(5)、测距发射器(1)、测距接收器(2)均通过导线与单片机(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述超声探测管(7)为密封结构，所述测速发射器(4)、测速接收器(5)、测距发射器(1)、测距接收器(2)与单片机(6)之间的连接导线均位于超声探测管(7)内部。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述超声探测管(7)上部接长伸缩管(8)。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述测速发射器(4)、测距发射器(1)均为能发射超声脉冲的发射器，所述测速接收器(5)、测距接收器(2)均为能接收超声脉冲的接收器。

5.根据权利要求4所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述测速发射器(4)与测速接收器(5)为双压电陶瓷晶片，所述测距发射器(1)与测距接收器(2)为双压电陶瓷晶片。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述单片机(6)为型号为M68HC08的单片机。

7.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述反射片(3)与测距发射器(1)或测距接收器(2)的连线为超声探测管(7)的径向方向。

8.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述测距发射器(1)与测距接收器(2)设有八对，所述反射片(3)设有八个，沿超声探测管(7)圆周均布设置。

9.根据权利要求8所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，八对测距发射器(1)与测距接收器(2)两两呈45度角均匀环绕在探测管圆周，所述反射片(3)与根键根部平面呈45度两相垂直预埋。

10.根据权利要求1所述的一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，其特征在于，所述反射片(3)设置角度使得发射器发射出的超声波沿原方向返回。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根式桩施工的探测装置，尤其是涉及一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置。

背景技术

目前对于根式桩(根式钻孔灌注桩)根键顶进施工时，主要有以下方面易出现根键施工质量的问题：首先在旋挖机成孔后，需进行泥浆护壁，这时孔壁就形成一层泥浆皮，但当根键顶进插入土中后将泥浆皮刺破，这时桩周土由于扰动改变了松密程度，因此存在根键松动脱落至桩底的可能性；其次，桩周土的不均匀性可导致顶进时装置受力不均匀，使顶进装置中心与孔中心偏心，造成根键顶进深度不可控制。上述两种问题均会导致根键质量降低，且无法检测是否有根键脱落的情况，也无法检测根键入土深度是否达到标准，后期修复无从进行。

中国专利CN206512708U公布了一种根式灌注桩的根键施工装置，基板中心的上方固定有液压缸，液压缸的液压杆的端部向下面向基板伸出，基板上位于液压缸的周围均匀分布有多根立式推杆，液压杆通过连杆机构与立式推杆连接，使立式推杆沿基板径向移动，基板上表面边沿、对应于立式推杆设有根键限位装置，根键限位装置使根键轴线指向基板轴心，沿基板径向移动；基板底部对应于根键限位装置处分别转动连接有传动齿轮，传动齿轮分别与各自的驱动电机传动连接，传动齿轮与插入桩坑侧壁的根键尾端的立式齿条啮合传动。该根式灌注桩的根键施工装置，能同时对一层的所有根键进行施工，不需要借助外力能自动在桩坑内攀升，以完成桩坑内所有根键的施工，提高根键的施工效率。

发明内容

针对上述根键施工工艺中存在的不足，本发明提供一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，可以检测根键的装配情况和入土深度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，包括测速系统、测距系统、单片机及超声探测管，

所述测距系统和测速系统安装在超声探测管外部，所述单片机置于超声探测管内部，

所述测速系统包括测速发射器和测速接收器，所述测速发射器和测速接收器沿超声探测管轴向设置，且测速发射器在上，测速接收器在下，

所述测距系统包括测距发射器、测距接收器及反射片，所述测距发射器与测距接收器沿超声探测管圆周均布设置，所述反射片为两片垂直光滑反射铁片，预埋在根键根部，

所述测速发射器、测速接收器、测距发射器、测距接收器均通过导线与单片机连接。

进一步地，所述超声探测管为密封结构，所述测速发射器、测速接收器、测距发射器、测距接收器与单片机之间的连接导线均位于超声探测管内部。

进一步地，所述超声探测管上部接长伸缩管。

进一步地，所述测速发射器、测距发射器均为能发射超声脉冲的发射器，所述测速接收器、测距接收器均为能接收超声脉冲的接收器。

更进一步地，所述测速发射器与测速接收器为双压电陶瓷晶片，所述测距发射器与测距接收器为双压电陶瓷晶片。

所述压电陶瓷晶片受发射电脉冲激励后产生振动，即发射超声脉冲，是逆压电效应，所述超声波作用于压电陶瓷晶片时，压电陶瓷晶片受迫振动引起的形变转换为相应的电信号，是正压电效应。

进一步地，所述单片机为型号为M68HC08的单片机。

进一步地，所述反射片与测距发射器或测距接收器的连线为超声探测管的径向方向。

进一步地，所述测距发射器与测距接收器设有八对，所述反射片设有八个，沿超声探测管圆周均布设置。

进一步地，八对测距发射器与测距接收器两两呈45度角均匀环绕在探测管圆周，所述反射片与根键根部平面呈45度两相垂直预埋。

进一步地，所述反射片设置角度使得发射器发射出的超声波沿原方向返回。

进一步地，所述测速发射器和测速接收器竖向相隔50cm布置在超声探测管侧壁。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明利用测距系统和测速系统，结合预埋根键根部的反射片，可以有效消除声速在泥浆中变化的影响以及根键垂直度的影响，从而精确测量根键入土深度，了解根键的装配情况；该装置操作方便，结构简单，费用少。

附图说明

图1为实施例1中监测装置的主视构示意图；

图2为实施例1中监测装置的俯视构示意图。

图中：1-测距发射器，2-测距接收器，3-反射片，4-测速发射器，5-测速接收器，6-单片机，7-超声探测管，8-伸缩管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置，如图1、图2所示，包括测速系统、测距系统、单片机6及超声探测管7，

测距系统和测速系统安装在超声探测管7外部，单片机6置于超声探测管7内部，超声探测管7上部接长伸缩管8。

测速系统包括测速发射器4和测速接收器5，测速发射器4和测速接收器5沿超声探测管7轴向设置，且测速发射器4在上，测速接收器5在下，测速发射器4和测速接收器5竖向相隔50cm布置在超声探测管7侧壁。

测距系统包括测距发射器1、测距接收器2及反射片3，测距发射器1与测距接收器2沿超声探测管7圆周均布设置，反射片3为两片垂直光滑反射铁片，预埋在根键根部。在根键尾部设置5cm×5cm×5cm凹槽嵌入反射片即可。

测速发射器4、测速接收器5、测距发射器1、测距接收器2均通过导线与单片机6连接。超声探测管7为密封结构，测速发射器4、测速接收器5、测距发射器1、测距接收器2与单片机6之间的连接导线均位于超声探测管7内部。

本实施例中，测速发射器4、测距发射器1均为能发射超声脉冲的发射器，测速接收器5、测距接收器2均为能接收超声脉冲的接收器。具体而言，本实施例中，测速发射器4与测速接收器5为双压电陶瓷晶片，测距发射器1与测距接收器2为双压电陶瓷晶片。压电陶瓷晶片受发射电脉冲激励后产生振动，即发射超声脉冲，是逆压电效应，超声波作用于压电陶瓷晶片时，压电陶瓷晶片受迫振动引起的形变转换为相应的电信号，是正压电效应。

本实施例中，反射片3与测距发射器1或测距接收器2的连线为超声探测管7的径向方向。测距发射器1与测距接收器2设有八对，反射片3设有八个，沿超声探测管7圆周均布设置。

本实施例中，八对测距发射器1与测距接收器2两两呈45度角均匀环绕在探测管圆周，反射片3与根键根部平面呈45度两相垂直预埋。反射片3设置角度使得发射器发射出的超声波沿原方向返回。

本实施例中，单片机6为型号为M68HC08的单片机。

本实施例中，反射片将测距发射器发射出的超声波沿原方向返回；反射的信号到达测距接收器被吸收并转化为电信号通过导线传输到单片机中进行数据储存和处理。设置测速系统的目的为介质对于超声波的波速影响较大，而泥浆的声学性质每层不同，因而要设置测速装置对该空间点的超声波波速进行实时测定。根据测速发射器发射信号到测速接收器接收信号所需时间实时计算出该空间点泥浆中的声速，用于相对应空间点的测距系统的声速。

整个超声探测管用1mm厚度单节长度1m的伸缩管8向下伸长。还可以在超声探测管顶部设置两层横竖各两根定位钢筋，用于限制该装置的位置，防止探测系统发生移动和偏转，影响入土深度的探测。

该测试装置实现探测根式桩根键装配情况及入土深度的探测的过程是：根据图纸提前估计好每个根键的大概所在位置，将探测系统沿桩的中心向下释放，待释放到距离有根键所在部分0.1m处开始发射超声波信号并接收进行距离测定，待越过根键所在位置0.1m处结束信号发射和接收，进入下一周期。通过这种形式可以测定出根键尾部到根式桩中心的距离，根据根键的长度和桩直径等已知参数，反算出根键的入土深度。若在单个测试过程中未出现信号集中现象则证明该部分根键脱落，从而完成了对土中根键装配情况的测定。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

一种基于超声测距系统的根式桩施工质量监测装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。