混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺及其工作方法
2023-05-18 02:43:51
混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺及其工作方法
【專利摘要】混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺及其工作方法，收放平臺設有桁架，地質雷達固定聯接在桁架上，特徵是桁架與升降機構固定聯結，升降機構與控制機構連接，由控制機構對其升降進行控制；升降機構底端設置有滾動輪。優化方案的桁架上設置有攝像系統。本發明可避免雷達產生傾覆，提高了檢測的安全性和穩定性；能夠避免發生卡住、遇阻情況，移動順暢；測量結束回收雷達天線時，可與混凝土面板脫離。本發明避免了天線底板因磨損而對檢測結果的影響、而且節約了費用，還大大減輕了檢測人員的體力負擔和工作風險；本系統可節省勞力2-3人；高清攝像系統的採用，可對檢測線路進行監控，並且回播。
【專利說明】混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺。本發明還涉及這種混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺的工作方法。
【背景技術】
[0002]混凝土面板壩由於具有安全性好、施工方便、工期短、造價低等優點，近年來得到巨大發展。但到目前為止，由於多種原因還不能完全控制面板與墊料層之間不協調而導致脫空現象的產生，這在早期修築的面板壩中尤為明顯。目前混凝土面板脫空的檢測，最為直接有效的方法為開孔鑽探及取樣試驗，但由於開孔鑽探數量十分有限，而且盲目性較大，力口之對面板本身的損害，因此迫切需要新穎的方法來取代。
[0003]地質雷達是近年來興起的一種探測混凝土面板壩面板質量的無損探測技術，它具有非破壞性檢測特點，也是目前用於測量混凝土內部缺陷的最先進、最便捷的儀器之一，具有探測範圍廣、解析度高、實時數據處理和信號增強等優點。
[0004]儘管如此，在利用地質雷達對混凝土面板質量進行檢測時仍然存在不少問題。首先，根據混凝土面板本身的特性，檢測通常使用高頻天線(800MHZ及以上)，其底部接觸面較小，而面板往往坡度較陡，並且其表面存在不少鋼筋露頭、凹凸不平情況，因此在測量過程中經常會出現卡住、遇阻，甚至產生側翻的現象。遇到這種情況後，檢測人員必須穿上救生衣，拴好安全繩，下到事故位置去排除故障。這樣，不僅耽誤了時間，而且對檢測連續性、位置的準確性也產生了影響，同時又要增加人手，使得人員的安全風險大為增加；其次，在測量結束、回收雷達天線時，由於天線底板與混凝土面板之間的摩擦、碰撞等，一方面會造成底板磨損、變形，進而直接影響測量時天線首波的到達時間，使檢測結果的可靠性受到影響，另一方面，對檢測人員工作所產生的體力負擔也明顯增大；除此之外，由於面板坡度較陡，檢測過程中人員無法跟隨天線同行，再加上檢測線路較長，檢測線路遠處的「路況」無法觀察到，直接影響到數據分析人員的判斷，進而使數據分析質量受到影響。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種結構簡單、操作方便、安全並且檢測準確的面板壩質量檢測的地質雷達坡面收放平臺。本發明還將提供這種混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺的工作方法。
[0006]本發明解決其技術問題的技術方案是:一種混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，該坡面收放平臺設有桁架，所述地質雷達固定聯接在該桁架上；其特徵在於，所述的桁架與升降機構固定聯結，該升降機構與控制機構連接，由控制機構對其升降進行控制；在該升降機構底端設置有滾動輪。
[0007]上述方案中所述的桁架為具有一定剛度和長度的鋁合金工字梁，其中間通過螺栓固定於雷達天線的上下端部，桁架兩端用以聯結升降機構，桁架具有一定長度，兩個桁架加上升降機構及滾動輪就形成了四方支撐格局，避免了地質雷達在檢測過程中發生側翻的現象。
[0008]上述方案中所述的升降機構共有4個，每個升降機構均包括直流電機、蝸輪蝸杆等，它們均形成各自直流電動推桿，在每個電動推桿下部均安裝耐磨滾動輪。在地質雷達工作測量過程中，當發生卡住、遇阻情況時，同步打開下部的兩個電動推桿，使地質雷達稍微離開地面，天線在自身重力作用下，馬上就可以順利通過障礙。
[0009]在上述方案中所屬控制系統其作用主要是為四支電動推桿提供電流，並提供操作信號。常見的電動推桿一般是使用12V的電壓，為了方便與安全起見，在靠近數據採集PC平臺位置提前進行電壓轉換，用帶電磁屏蔽的電纜線傳送至採集平臺對電動推桿進行供電。控制信號與數據採集PC的連接採用有線形式，保證了數據傳輸的高效與便利，在PC位置對採集平臺的控制選取有線控制板進行，同樣保證了控制信號本身不對雷達信號構成幹擾。
[0010]進一步的改進，本發明的桁架上還可以設置有攝像系統，該攝像系統主要包括攝像頭(推薦採用高清攝像頭)、傳輸電纜及數據採集PC，實現圖像、視頻採集及相關功能的控制。同樣出於電磁屏蔽的考慮，視頻信號也同樣是採用有線形式傳送至數據採集PC，介於目前普通PC機上攝像頭視頻採集軟體已經有較為成熟的解決方案，本發明中並不需要專門對攝像頭的應用進行軟體開發，而只是在後期使用採集到的視頻進行地形的修正及各種異常情況判斷等工作。
[0011]換言之，本發明的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，包括:地質雷達、帶桁架的升降機構及導輪、控制系統、高清攝像系統；所述地質雷達通過桁架與升降機構聯結，在升降機構底端設置耐磨滾動輪，控制系統對升降機構進行控制，使雷達天線能夠實現上下任意動作；高清攝像頭固定於桁架、並且往外(雷達下放、測量方向)伸出一定距離，可以實時掌握測線「路況」。
[0012]完成本申請的第二個發明任務的技術方案是，上述混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺的工作方法，其特徵在於，步驟如下，
(I).工作前，將地質雷達固定在坡面收放平臺的桁架上；並接通控制機構的電路；
⑵.放置到被測混凝土面板上以後，調整升降機構的高度，使滾輪與面板脫離一定距離；
(3).通過地質雷達與被測混凝土面板壩面板之間接觸(測試的技術要求)，開始測試；
(在優化方案中，可以增加步驟⑶-1.同時通過攝像系統對檢測路線的情況進行監控，並且在需要時增加步驟⑶-2.對檢測路線的情況進行回播);
⑷.在出現遇阻情況時，通過控制機構對各升降機構進行原位微調，使地質雷達的天線底板與混凝土面板之間的距離能夠確保順利通過；
(5).在檢測結束時，通過控制機構升高各升降機構，將天線底板與混凝土面板脫離，以便回收雷達天線。
[0013]本發明的坡面收放平臺和方法能夠保證地質雷達在檢測過程中不發生側翻的現象，並且在出現遇阻情況下能夠通過原位微調並順利通過，既保證了檢測位置的準確，又可以避免檢測人員在斜坡上工作而帶來的危險；其次，在檢測結束、回收雷達天線時，由於該平臺能夠將天線底板與混凝土面板脫離，並且通過滾輪與面板接觸，消除了天線底板與混凝土面板之間的摩擦、碰撞，不僅減小了因底板磨損對檢測結果的影響、節約了天線底板因磨損而更換所帶來的經濟費用，而且還大大減輕了檢測人員工作所產生的體力負擔。除此之外，壩面雖然相對較為平整，但仍然存在許多可能的異常情況，例如露頭的鋼筋等，為了更好的對壩面狀況進行監控，提高後期數據分析的精度，在系統外圍器件中加入了一套高清攝像頭，高清攝像的採用可以對檢測路線的情況進行監控，並且回播。
[0014]本發明提供的技術方案帶來的有益效果是:本發明通過帶桁架的升降機構可以避免雷達可能會產生的傾覆，提高了檢測的安全性和穩定性；同時，通過升降機構可以使雷達離開地面任意高度，當發生卡住、遇阻情況時，使得地質雷達向下移動順暢；測量結束、回收雷達天線時，利用該裝置可以將天線底板與混凝土面板脫離，通過滾輪與面板接觸，不僅節約了天線底板因磨損而對檢測結果的影響、節約了天線底板因磨損而更換所帶來的經濟費用，而且還大大減輕了檢測人員工作所產生的體力負擔；高清攝像系統的採用，可以對檢測線路進行監控，並且回播，對於提高數據分析質量大有益處；本系統的採用可以節省勞力2-3人，同時，大大降低了檢測人員的工作風險。
[0015]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是本發明裝置的主視示意圖。
[0016]圖2是本發明裝置的左視示意圖。
[0017]圖3是本發明裝置的俯視示意圖。
[0018]圖中:雷達天線1，祐1架2,電動推桿3,螺栓4,滾動輪5,高清攝像頭6。
[0019]【具體實施方式】:
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施方式作進一步的詳細描述。
[0020]實施例1，混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺及其工作方法，本發明平臺使用時:
首先，正確選擇地質雷達天線及測量參數，考慮到混凝土面板壩的面板厚度基本上在
1.0m以內，因此選擇使用RAMAC 800MHz屏蔽天線，該天線底寬20cm，高度20 cm,長度30cm。為了減少天線直達波信號，同時最大限度減小外來信號影響，提高測量精度，採用0.2m間距點測法進行測量。
[0021]將本裝置桁架與雷達天線固定，然後將帶滾動輪的電動推桿與桁架兩端聯結，將高清攝像頭固定於桁架。連接各種線路，開機進行地質雷達參數設置，高清攝像系統調試，通電對升降機構進行調試，在確認整個系統運行正常後開始地質雷達測量工作。
[0022]測量工作開始，收放平臺在自重的作用下，徐徐往下滑落。檢測人員通過電纜的收放控制其位置，數據採集人員觀察沿線情況並逐點進行數據採集(包括雷達數據採集及攝像數據採集)。在測量過程中，當檢測平臺發生卡住、遇阻情況時，打開下部的兩個電動推桿，使地質雷達同步稍微離開地面，在自身重力作用下，天線馬上就可以順利通過障礙。繼續進行測量，直至到達測線底端，停止數據採集，並保存文件，結束測量工作。
[0023]按先下後上的順序打開電動推桿，使天線底板與混凝土面板脫離，當4個電動推桿均升至設定位置時，關閉並鎖住推桿，往上回收雷達天線，由於通過滾輪與面板接觸，因此回收工作輕鬆而快速，結束本斷面測量工作，移位開展下一個斷面的檢測工作。
【權利要求】
1.一種混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，該坡面收放平臺設有桁架，所述地質雷達固定聯接在該桁架上，其特徵在於，所述的桁架與升降機構固定聯結，該升降機構與控制機構連接，由控制機構對其升降進行控制；在該升降機構底端設置有滾動輪。
2.根據權利要求1所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的桁架為鋁合金工字梁，其中間通過螺栓固定於雷達天線的上下端部，桁架兩端用以聯結升降機構，兩個桁架加上升降機構及滾動輪形成四方支撐格局。
3.根據權利要求1所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的升降機構共有4個，每個升降機構均包括直流電機、蝸輪蝸杆，它們均形成各自直流電動推桿，在每個電動推桿下部均安裝耐磨滾動輪。
4.根據權利要求3所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的控制系統為四支電動推桿提供電流，並提供操作信號。
5.根據權利要求1所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的桁架上設置有攝像系統，該攝像系統包括有攝像頭、傳輸電纜及數據採集PC，實現圖像、視頻採集及相關功能的控制。
6.根據權利要求5所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的控制系統與攝像系統中，控制信號與數據採集PC的連接採用有線形式。
7.根據權利要求6所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，在PC位置對採集平臺的控制直接選取有線控制板進行。
8.根據權利要求6所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺，其特徵在於，所述的攝像系統中採用高清攝像頭。
9.權利要求1所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺的工作方法，其特徵在於，步驟如下， ⑴.工作前，將地質雷達固定在坡面收放平臺的桁架上；並接通控制機構的電路； ⑵.放置到被測混凝土面板上以後，調整升降機構的高度，使滾輪與面板脫離一定距離； ⑶.通過地質雷達與被測混凝土面板壩面板之間接觸，開始測試； (4).在出現遇阻情況時，通過控制機構對各升降機構進行原位微調，使地質雷達的天線底板與混凝土面板之間的距離能夠確保順利通過； (5).在檢測結束時，通過控制機構升高各升降機構，將天線底板與混凝土面板脫離，以便回收雷達天線。
10.根據權利要求9所述的混凝土面板壩質檢的地質雷達坡面收放平臺的工作方法，其特徵在於，增加有以下步驟: 步驟⑶-1.同時通過攝像系統對檢測路線的情況進行監控； 在需要時增加步驟⑶-2.對檢測路線的情況進行回播。
【文檔編號】F16M11/24GK104214490SQ201410506026
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】周榮官, 周醒馭, 陳吉森, 晏瓊良, 沈朝暉 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院