一种基于电信号的地基灌浆施工监测系统

本发明涉及建筑地基施工监测，尤其涉及种基于电信号的地基灌浆施工监测系统。

背景技术：

1、注浆技术已经成为了地基处理和混凝土修复工程中最常用的方法之一。通过将特殊材料注入到空隙中，可以有效地填充孔隙并提高结构强度和稳定性。然而，注浆的密实度将直接影响到注浆体的质量与稳定性。目前，针对灌浆密实度监测常用核磁共振(nmr)测试和侵彻式检测法。但前者测试程序复杂，不适于现场施工；后者精度过低，难以测试深层密实度。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中地基灌浆监测成本高、精度差和效率低下的缺陷，本发明提供了一种基于电信号的地基灌浆施工监测系统。

2、为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种基于电信号的地基灌浆施工监测系统，包括：

4、传感电极套装，其包括用于导电的金属电极对、用于固定金属电极对的支撑架和用于传输电信号的导线；

5、电信号采集仪，其一端与所述传感电极套装接通，另一端与电脑接通；

6、电脑，用于接收和解析电信号数据；

7、电源，其一端与传感电极套装接通，另一端与电信号采集仪接通，用于给监测回路供电。

8、作为优选，所述金属电极对包括两个紫铜棒、两块紫铜片和两个四氟管。

9、作为优选，所述两个紫铜棒分别与所述两个紫铜片联通，所述紫铜棒被所述四氟管包裹。

10、本发明中，所述紫铜片与待测灌浆料直接接触，为增加信号强度，所述两块紫铜片需面对面固定。

11、本发明中使用所述四氟管将所述紫铜棒包裹，以达到绝缘所述紫铜棒，减少信号干扰的目的，并且增大了与所述支撑架接触面积，实现所述紫铜电极对被所述支撑架固定的功能。

12、作为优选，所述支撑架自下而上共有三层，所述紫铜片在第一层，所述四氟管固定在中间层，所述紫铜棒一端与所述紫铜片相连，另一端与所述导线在第三层联通并延伸至所述支撑架外。

13、本发明中所述支撑架第一层为半开放层，两个侧面和一个底面未封闭，以便所述紫铜片及时与灌浆料接触获取电信号信息，同时又能避免所述紫铜片受到骨料的冲击和破坏。所述支撑架中间层除用于固定四氟管的面外的两个侧面也未封闭。所述支撑架第三层除用于导线外伸的孔洞外均封闭，以避免骨料或灌浆料对接线处的破坏。

14、作为优选，所述支撑架为30mm×30mm的立方体，每层间距为10mm。

15、作为优选，所述紫铜片大小为10-15mm(长)×10-15mm(宽)×1-2mm(厚)，所述两个紫铜片的间距在15-20mm，以便接收信号且不易被骨料填充。

16、作为优选，所述紫铜棒长为15-17mm，直径为2-3mm；所述四氟管内径等于所述紫铜棒直径，外径为6-8mm，长为17-19mm。

17、作为优选，所述电信号采集仪可采集电压和电流信号，采集电压范围为0-5v，采集电流范围为0-20ma，采样频率为1-10000ms/次。

18、作为优选，所述电脑可实时接收显示所述电信号采集仪采集的电信号并绘制其随时间变化的曲线。

19、作为优选，所述电源电压为3-5v。

20、本发明的发明原理为：

21、发明人研究发现，地基施工的灌浆中含有大量无机盐离子和水分，可充当电解质溶液进行导电，并且随着灌浆料的水化，水分和离子会发生变化从而引起电信号的变化。因此，本发明针对这一原理，提出采用电信号监测地基灌浆施工过程，既可以测得灌浆是否密实，又可测得灌浆流速和灌浆料水化程度。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，针对地基灌浆现场监测成本高、精度低、工序复杂的问题，采用采集电信号表征施工现场情况的方法，并运用计算机成像技术，实现了灌浆现场施工全过程实时监测。该系统具有以下优点：(1)现场施工全过程实时监测；(2)监测过程简单、成本低、精度高、效率高；(3)在施工过程中，由于传感电机套装与骨料尺寸相近，不会对施工和结构产生影响，保证安全性，可以较为准确地测得灌浆是否密实、灌浆流速和灌浆料水化程度。

技术特征：

1.一种基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述金属电极对包括两个紫铜棒、两块紫铜片和两个四氟管；所述两个紫铜棒分别与所述两个紫铜片联通，所述紫铜棒被所述四氟管包裹；所述两块紫铜片面对面固定。

3.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述支撑架自下而上共有三层，所述紫铜片在第一层，所述四氟管固定在中间层，所述紫铜棒一端与所述紫铜片相连，另一端与所述导线在第三层联通并延伸至所述支撑架外。

4.根据权利要求3所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述支撑架的结构具体为：第一层为半开放层，两个侧面和一个底面未封闭；第二层除用于固定四氟管的面外，另外两个侧面未封闭；第三层除用于导线外伸的孔洞外均封闭。

5.根据权利要求3所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，所述支撑架为30mm×30mm的立方体，每层间距为10mm。

6.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述紫铜片大小为10-15mm×10-15mm×1-2mm，所述两个紫铜片的间距为15-20mm。

7.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述紫铜棒长为15-17mm，直径为2-3mm；所述四氟管内径等于所述紫铜棒直径，外径为6-8mm，长为17-19mm。

8.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述电信号采集仪用于采集电压和电流信号，采集电压范围为0-5v，采集电流范围为0-20ma，采样频率为1-10000ms/次。

9.根据权利要求1所述的基于电信号的地基灌浆施工监测系统，其特征在于，所述电源电压为3-5v。

技术总结本发明公开了一种基于电信号的地基灌浆施工监测系统，该系统包括用于导电的金属电极对、用于固定金属电极对的支撑架和用于传输电信号的导线；电信号采集仪，一端与所述传感电极套装接通，另一端与电脑接通；电脑，用于接收和解析所述电信号采集仪采集的电信号数据；电源，一端与所述传感电极套装接通，另一端与所述电信号采集仪接通，用于给监测回路供电。本发明系统可实现现场施工全过程实时监测，且监测过程简单、成本低、精度高、效率高；在施工过程中，由于传感电机套装与骨料尺寸相近，不会对施工和结构产生影响，保证安全性，可以较为准确地测得灌浆是否密实、灌浆流速和灌浆料水化程度。技术研发人员：王立忠,杜遥,曾强,国振受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2