一种基于磁性反馈的注浆监测系统及其使用方法

本发明涉及一种注浆监测工程领域，特别是涉及一种基于磁性反馈的注浆监测系统。

背景技术：

1、在土木工程领域，注浆技术被广泛应用于强化土壤、加固建筑物和防止地下水渗透等方面。然而，目前的注浆过程中存在监测手段不足的问题，一旦将浆液注入地下，就无法监测到浆液材料的去向。缺乏一种高效而精准的监测系统，难以实时追踪注浆质量及效果。

2、传统的注浆监测方法主要依赖于视觉检测、压力传感器等，这些方法在实际应用中存在一些缺陷。例如，视觉检测受到土壤颗粒、水质等环境因素的干扰，难以稳定获取注浆信息。压力传感器对于监测液体注入的压力变化较为灵敏，但难以准确反映注浆物质的分布情况，因而在监测精度和实时性上存在不足。

3、为了解决上述问题，需要设计出能够精准、实时、稳定监测的一种基于磁性反馈的注浆监测系统。

技术实现思路

1、鉴于背景技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于磁性反馈的注浆监测系统，该系统以磁性反馈为核心思想，通过在注浆材料中引入微小的磁性颗粒，并配备灵敏的磁性传感器，实现了对注浆过程的全方位监测。

2、本发明是采取如下技术方案来完成的：一种基于磁性反馈的注浆监测系统，包括磁场传感器模块、背景磁场监测模块、注浆监测模块、数据存储模块、数据分析模块、用户界面成像模块、注浆预警模块和终端控制模块，所述背景磁场监测模块和注浆监测模块分别与磁场传感器模块无线信号连接，磁场传感器模块实时接收注浆前和注浆过程中的复合磁场信号，并传输至背景磁场监测模块或注浆监测模块，所述数据存储模块输入端与背景磁场监测模块和注浆监测模块连接，获取监测数据并储存，数据存储模块输出端分别与注浆预警模块和数据分析模块连接，数据分析模块将储存记录获取的数据进行运算处理传输至用户界面成像模块，注浆预警模块实时监测数据存储模块获取的参数和数据，检测到异常信号时，发出预警信号，所述注浆预警模块和用户界面成像模块均与终端控制模块连接。

3、本发明的有益效果：

4、(1)本发明使用可探测的浆液，可以更全面地了解浆液的几何形状，利用磁性材料在注浆过程中的变化，通过灵敏的磁性传感器实时捕捉注浆物质的位置、密度和分布情况，从而实现对注浆过程的精准监测，操作人员可以依据此来判断何时停止灌浆，从而不会发生浆液浪费。

5、(2)本发明通过引入磁性反馈技术，使注浆监测系统对环境因素的抗干扰能力较强，确保监测系统的稳定性。

6、(3)磁场传感器的高灵敏度和实时性使得系统能够即时捕捉注浆物质的位置、密度和分布情况，准确地获取注浆物质在土壤中的运动轨迹，为注浆施工提供实时可视化的数据支持，有助于及时调整施工参数，确保注浆施工的准确性和高效性。

7、(4)监测系统提高注浆施工的精确性和效率，同时降低工程风险，为工程质量的提升和安全施工提供有力支持。

技术特征：

1.一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：包括磁场传感器模块、背景磁场监测模块、注浆监测模块、数据存储模块、数据分析模块、用户界面成像模块、注浆预警模块和终端控制模块，

2.根据权利要求1所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：所述磁场传感器模块包括至少两个磁敏传感器和数据采集仪，数据采集仪分别与磁敏传感器连接，所述磁敏传感器和数据采集仪分别安装于支架上，所述磁敏传感器呈上下纵向分布。

3.根据权利要求1或2或3所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：所述背景磁场监测模块由原始磁场信号收集模块和数据传输层组成，在注浆前，接收磁场传感器模块数据，获取原始磁场数字信号，并由数据传输层传输至数据存储模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：注浆监测模块包括注浆磁场信号收集模块、注浆参数模块和数据传输层组成，注浆过程中，注浆磁场信号收集模块接收磁场传感器模块数据，获取磁场变化数字信号，并由注浆参数模块计算浆液流量和注浆压力，再由数据传输层传输至数据存储模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：所述数据存储模块包括通信接口和存储设备，所述背景磁场监测模块和注浆监测模块分别通过导线与通信接口连接，由存储设备储存背景磁场监测模块和注浆监测模块获取的数据和信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：所述数据分析模块由数据预处理模块、数据提取模块和算法模块组成，数据预处理模块用于对获取的原始数据进行处理并去除干扰项，再由数据提取模块将去除干扰项的数据信息从数据预处理模块中提取出来，通过算法模块将提取出的数据信息进行相应的运算处理，获得注浆磁场的变化情况。

7.根据权利要求6所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征是：所述用户界面成像模块由数据结果转换模块和成像界面组成，数据结果转换模块将算法模块获得的磁场分布结果转化为图形语言，并由成像界面提供直观的信息展示和用户操作界面，实时显示注浆监测系统所检测到的浆液分布情况。

8.根据权利要求6所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征在于：所述注浆预警模块由异常监测传感器、警报通知和故障诊断组成，所述异常监测传感器配置预设阈值，异常监测传感器检测和识别数据存储模块中发生的异常信号，当异常监测传感器检测到异常信号时触发警报，向操作人员发出通知，故障诊断用于对系统的历史数据进行故障分析，定位不正常的运行情况。

9.根据权利要求4或5或6或7或8所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统，其特征在于：所述终端控制模块由实时监测窗口和参数调整控制模块组成，实时监测窗口显示当前注浆系统的运行状态、磁场分布图和浆液渗透分布图，参数调整控制模块根据实时监测窗口显示数据调整注浆过程中的关键参数。

10.基于权利要求1所述的一种基于磁性反馈的注浆监测系统的使用方法，其特征是：步骤如下，

技术总结本发明涉及一种基于磁性反馈的注浆监测系统，所述背景磁场监测模块和注浆监测模块分别与磁场传感器模块无线信号连接，磁场传感器模块实时接收注浆前和注浆过程中的复合磁场信号，并传输至背景磁场监测模块或注浆监测模块，所述数据存储模块输入端与背景磁场监测模块和注浆监测模块连接，获取监测数据并储存，数据存储模块输出端分别与注浆预警模块和数据分析模块连接，数据分析模块将储存记录获取的数据进行运算处理传输至用户界面成像模块，注浆预警模块实时监测数据存储模块获取的参数和数据，所述注浆预警模块和用户界面成像模块均与终端控制模块连接。该系统引入磁性反馈技术，提高注浆施工的精确性和效率，同时降低工程风险。技术研发人员：徐山琳,蔡晓澜,曹宏涛,王渤,孙宏磊受保护的技术使用者：浙江工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11