一種頂管振動預警裝置的製作方法

2023-12-12 16:13:32

本發明涉及頂管施工領域，具體的講是一種頂管振動預警裝置。

背景技術：

現有管道鋪設中，多採用頂管施工，頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術。頂管法施工就是在工作坑內藉助於頂進設備產生的頂力，克服管道與周圍土壤的摩擦力，將管道按設計的坡度頂入土中，並將土方運走。一節管子完成頂入土層之後，再下第二節管子繼續頂進。其原理是藉助於主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起。管道緊隨工具管或掘進機後，埋設在兩坑之間。

現有頂管在鋪設入土後，可能因承壓過高，或者頂管自身質量問題，存在破裂的風險，亦或者在頂管掘進時，機械振動與頂管固有振動相接近，頂管發生共振的問題。頂管的破裂與共振從開始到最終發生存在1至3分鐘的微振動期，這個微振動期是頂管內作業人員逃離頂管的最佳時機。

目前未有相匹配的頂管振動預警裝置，當事故發生時，頂管內作業人員很難有充足的時間逃離頂管。

因此需要一種結構簡單，能夠對頂管破裂或者共振進行提前預警，為頂管內作業人員提高較為充足的逃離時間，預警精準度高的一種頂管振動預警裝置。

技術實現要素：

本發明針對目前未有相匹配的頂管振動預警裝置，當事故發生時，頂管內作業人員很難有充足的時間逃離頂管的問題，提供一種頂管振動預警裝置。

本發明解決上述技術問題，採用的技術方案是，一種頂管振動預警裝置包括探測光輸出端、探測光接收端和靶標，探測光輸出端包括光源控制器、led光源和led光源集束器，光源控制器固定於頂管內壁頂部，led光源與光源控制器連接，led光源出光口罩有led光源集束器，且出光口朝向靶標。探測光接收端包括振動報警器、led光源接收器和濾光罩，振動報警器固定於頂管內壁頂部，led光源接收器與振動報警器連接，led光源接收器進光口罩有濾光罩，且進光口朝向靶標，靶標表面塗覆有反光層。

這樣設計的目的在於，使用中，將探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，探測光接收端固定在頂管內壁頂部，靶標放置在頂管內，調節led光源照射方向，使led光源照射在靶標上，通過靶標表面塗覆的反光層，將led光源發出的光反射至led光源接收器上。振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，當頂管發生劇烈運動如即將破裂或者共振，由於探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，劇烈運動會導致led光源照射的光發生位移，通過靶標放大位移，振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，發現位移過大從而發生報警。為頂管內作業人員提供充足的時間逃離頂管。

同時，led光源集束器可以將分散的led光匯聚，提高反射率，濾光罩將反光層反射後分散的其他光線進行過濾，提高led光源接收器的精準度。

進一步的，光源控制器底部連接有一號吸盤，並通過一號吸盤與頂管內壁頂部連接，振動報警器底部連接有二號吸盤，並通過二號吸盤與頂管內壁頂部連接。

這樣設計的目的在於，探測光輸出端和探測光接收端通過吸盤實現與頂管頂部內壁活動連接，從而可以調節預警位置。

進一步的，光源控制器通過一號活動軸與led光源連接，振動報警器通過二號活動軸與led光源接收器連接。

可選的，一號活動軸和二號活動軸轉動角度為10°～25°。

這樣設計的目的在於，通過一號活動軸和二號活動軸實現對led光源與led光源接收器的轉向調節，更易於對光。

可選的，靶標通過基座固定於頂管內壁底部，反光層上覆蓋有吸光層，吸光層上設有通孔。

可選的，吸光層為黑色氧化鋁薄膜層，反光層為全光譜反射膜。

本發明的有益效果至少包括以下之一；

1、通過將探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，探測光接收端固定在頂管內壁頂部，靶標放置在頂管內，調節led光源照射方向，使led光源照射在靶標上，通過靶標表面塗覆的反光層，將led光源發出的光反射至led光源接收器上。振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，當頂管發生劇烈運動如即將破裂或者共振，由於探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，劇烈運動會導致led光源照射的光發生位移，通過靶標放大位移，振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，發現位移過大從而發生報警。為頂管內作業人員提供充足的時間逃離頂管。

2、通過led光源集束器可以將分散的led光匯聚，提高反射率，濾光罩將反光層反射後分散的其他光線進行過濾，提高led光源接收器的精準度。

3、通過探測光輸出端和探測光接收端通過吸盤實現與頂管頂部內壁活動連接，從而可以調節預警位置。

4、通過一號活動軸和二號活動軸實現對led光源與led光源接收器的轉向調節，更易於對光。

附圖說明

圖1為一種頂管振動預警裝置結構示意圖；

圖2為探測光輸出端和探測光接收端結構示意圖；

圖中標記為：1為光源控制器、2為led光源、3為led光源集束器、4為振動報警器、5為led光源接收器、6為濾光罩、7為吸光層、8為反光層、9為基座、10為土壤、11為一號吸盤、12為頂管、13為二號吸盤、14為一號活動軸、15為二號活動軸。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點能夠更加清晰明白，以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明保護內容。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「一端」、「中央」、「周向」、「上」、「內側」、「外側」、「另一端」、「中部」、「頂部」、「一側」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

實施例1

如圖1和2所示，一種頂管振動預警裝置包括探測光輸出端、探測光接收端和靶標，探測光輸出端包括光源控制器1、led光源2和led光源集束器3，光源控制器1固定於頂管12內壁頂部，led光源2與光源控制器1連接，led光源2出光口罩有led光源集束器3，且出光口朝向靶標，探測光接收端包括振動報警器4、led光源接收器5和濾光罩6，振動報警器4固定於頂管12內壁頂部，led光源接收器5與振動報警器4連接，led光源接收器5進光口罩有濾光罩6，且進光口朝向靶標，靶標表面塗覆有反光層8。頂管12位於土壤10中。

使用中，將探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，探測光接收端固定在頂管內壁頂部，靶標放置在頂管內，調節led光源照射方向，使led光源照射在靶標上，通過靶標表面塗覆的反光層，將led光源發出的光反射至led光源接收器上。振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，當頂管發生劇烈運動如即將破裂或者共振，由於探測光輸出端固定在頂管內壁頂部，劇烈運動會導致led光源照射的光發生位移，通過靶標放大位移，振動報警器統計led光源接收器接收的光源信息，發現位移過大從而發生報警。為頂管內作業人員提供充足的時間逃離頂管。

實施例2

基於實施例1，光源控制器1底部連接有一號吸盤11，並通過一號吸盤11與頂管12內壁頂部連接，振動報警器4底部連接有二號吸盤13，並通過二號吸盤13與頂管12內壁頂部連接。

實施例3

基於實施例1，光源控制器1通過一號活動軸14與led光源2連接，振動報警器4通過二號活動軸15與led光源接收器5連接。一號活動軸14和二號活動軸15轉動角度為10°～25°。

實施例4

基於實施例1，靶標通過基座9固定於頂管12內壁底部，反光層8上覆蓋有吸光層7，吸光層7上設有通孔。吸光層7為黑色氧化鋁薄膜層，反光層8為全光譜反射膜。