[發明專利]一種壓力?傾角式沉渣測厚儀及其測厚方法

有效

• 申請號: 201610493955.4
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN105971034B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 夏代林;曾成林;肖樂;楊飛;夏昇平;吳自來;孟紅霞
• 申請（專利權）人: 武漢天宸偉業物探科技有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙)42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本發明涉及工程技術中鉆孔灌注樁成孔或地下連續墻成槽沉渣厚度測量技術領域，具體涉及一種壓力-傾角式沉渣測厚儀及其測厚方法。

背景技術

目前，成樁前的沉渣厚度的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，拐點對應的探針伸出長度即為沉渣厚度，沒有拐點出現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達到沉渣下表面。因而該方法測量結果既不可靠也不準確。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種能夠提高沉渣厚度檢測可靠性和準確性的壓力-傾角式沉渣測厚儀及其測厚方法。

一種壓力-傾角式沉渣測厚儀，包括沉渣探頭、通過電纜與沉渣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；

沉渣探頭包括密封腔體組件、電機組件、探針組件和探頭電路板；

密封腔體組件包括從下到上依次同軸設置的腔底盤、腔體、腔體蓋；腔體蓋的頂部設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；腔體的底部設有底部固定座，底部固定座的下側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壁固定；電機固定于軸承座上，且電機的動力輸出端與設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、兩個導向軸；探針設置在牽引螺母底部，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，絲桿的頂部通過設于軸承座上方的第二齒輪與第一齒輪嚙合；兩根導向軸與絲桿平行設置，且導向軸的一端固定在軸承座上，導向軸的另一端固定在動密封螺母的限位孔內；牽引螺母兩側的限位凸起與兩根導向軸滑動配合；

探頭電路板的一端固定在腔體蓋內側，且探頭電路設于軸承座的另一側；探頭電路板包括控制單元、傾角傳感器、電流A/D轉換器、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轉換器一端與電機電連接，電流A/D轉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所受壓力的相對變化，地面主機實時顯示壓力-探針伸出長度曲線和傾角-探針伸出長度曲線。

一種壓力-傾角式沉渣測厚方法，該方法包括如下步驟：

步驟(1)：將沉渣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；并設置地面主機參數，包括探針運動最大行程；

步驟(2)：地面主機向控制單元發送啟動測量信號，并開始記錄探針伸出時間；控制單元接收啟動信號后控制沉渣探頭內的電機工作，使探針以恒定速度伸出；控制單元實時監測沉渣探頭的傾角和電機工作電流，并傳輸至地面主機；

步驟(3)：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所受壓力的相對變化；探針伸出長度等于探針伸出時間乘以恒定速度；

步驟(4)：探針抵達沉渣底部的硬巖層時，探針伸出受阻并將沉渣探頭慢慢頂起，電機負載驟然增大，電機工作電流也突然增大，沉渣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拐點；同時出現的拐點處對應的探針伸出長度即為沉渣厚度。