混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台及其工作方法
【专利摘要】混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台及其工作方法，收放平台设有桁架，地质雷达固定联接在桁架上，特征是桁架与升降机构固定联结，升降机构与控制机构连接，由控制机构对其升降进行控制；升降机构底端设置有滚动轮。优化方案的桁架上设置有摄像系统。本发明可避免雷达产生倾覆，提高了检测的安全性和稳定性；能够避免发生卡住、遇阻情况，移动顺畅；测量结束回收雷达天线时，可与混凝土面板脱离。本发明避免了天线底板因磨损而对检测结果的影响、而且节约了费用，还大大减轻了检测人员的体力负担和工作风险；本系统可节省劳力2-3人；高清摄像系统的采用，可对检测线路进行监控，并且回播。
【专利说明】混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台。本发明还涉及这种混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台的工作方法。
【背景技术】
[0002]混凝土面板坝由于具有安全性好、施工方便、工期短、造价低等优点，近年来得到巨大发展。但到目前为止，由于多种原因还不能完全控制面板与垫料层之间不协调而导致脱空现象的产生，这在早期修筑的面板坝中尤为明显。目前混凝土面板脱空的检测，最为直接有效的方法为开孔钻探及取样试验，但由于开孔钻探数量十分有限，而且盲目性较大，力口之对面板本身的损害，因此迫切需要新颖的方法来取代。
[0003]地质雷达是近年来兴起的一种探测混凝土面板坝面板质量的无损探测技术，它具有非破坏性检测特点，也是目前用于测量混凝土内部缺陷的最先进、最便捷的仪器之一，具有探测范围广、分辨率高、实时数据处理和信号增强等优点。
[0004]尽管如此，在利用地质雷达对混凝土面板质量进行检测时仍然存在不少问题。首先，根据混凝土面板本身的特性，检测通常使用高频天线(800MHZ及以上)，其底部接触面较小，而面板往往坡度较陡，并且其表面存在不少钢筋露头、凹凸不平情况，因此在测量过程中经常会出现卡住、遇阻，甚至产生侧翻的现象。遇到这种情况后，检测人员必须穿上救生衣，拴好安全绳，下到事故位置去排除故障。这样，不仅耽误了时间，而且对检测连续性、位置的准确性也产生了影响，同时又要增加人手，使得人员的安全风险大为增加；其次，在测量结束、回收雷达天线时，由于天线底板与混凝土面板之间的摩擦、碰撞等，一方面会造成底板磨损、变形，进而直接影响测量时天线首波的到达时间，使检测结果的可靠性受到影响，另一方面，对检测人员工作所产生的体力负担也明显增大；除此之外，由于面板坡度较陡，检测过程中人员无法跟随天线同行，再加上检测线路较长，检测线路远处的“路况”无法观察到，直接影响到数据分析人员的判断，进而使数据分析质量受到影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种结构简单、操作方便、安全并且检测准确的面板坝质量检测的地质雷达坡面收放平台。本发明还将提供这种混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台的工作方法。
[0006]本发明解决其技术问题的技术方案是:一种混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，该坡面收放平台设有桁架，所述地质雷达固定联接在该桁架上；其特征在于，所述的桁架与升降机构固定联结，该升降机构与控制机构连接，由控制机构对其升降进行控制；在该升降机构底端设置有滚动轮。
[0007]上述方案中所述的桁架为具有一定刚度和长度的铝合金工字梁，其中间通过螺栓固定于雷达天线的上下端部，桁架两端用以联结升降机构，桁架具有一定长度，两个桁架加上升降机构及滚动轮就形成了四方支撑格局，避免了地质雷达在检测过程中发生侧翻的现象。
[0008]上述方案中所述的升降机构共有4个，每个升降机构均包括直流电机、蜗轮蜗杆等，它们均形成各自直流电动推杆，在每个电动推杆下部均安装耐磨滚动轮。在地质雷达工作测量过程中，当发生卡住、遇阻情况时，同步打开下部的两个电动推杆，使地质雷达稍微离开地面，天线在自身重力作用下，马上就可以顺利通过障碍。
[0009]在上述方案中所属控制系统其作用主要是为四支电动推杆提供电流，并提供操作信号。常见的电动推杆一般是使用12V的电压，为了方便与安全起见，在靠近数据采集PC平台位置提前进行电压转换，用带电磁屏蔽的电缆线传送至采集平台对电动推杆进行供电。控制信号与数据采集PC的连接采用有线形式，保证了数据传输的高效与便利，在PC位置对采集平台的控制选取有线控制板进行，同样保证了控制信号本身不对雷达信号构成干扰。
[0010]进一步的改进，本发明的桁架上还可以设置有摄像系统，该摄像系统主要包括摄像头(推荐采用高清摄像头)、传输电缆及数据采集PC，实现图像、视频采集及相关功能的控制。同样出于电磁屏蔽的考虑，视频信号也同样是采用有线形式传送至数据采集PC，介于目前普通PC机上摄像头视频采集软件已经有较为成熟的解决方案，本发明中并不需要专门对摄像头的应用进行软件开发，而只是在后期使用采集到的视频进行地形的修正及各种异常情况判断等工作。
[0011]换言之，本发明的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，包括:地质雷达、带桁架的升降机构及导轮、控制系统、高清摄像系统；所述地质雷达通过桁架与升降机构联结，在升降机构底端设置耐磨滚动轮，控制系统对升降机构进行控制，使雷达天线能够实现上下任意动作；高清摄像头固定于桁架、并且往外(雷达下放、测量方向)伸出一定距离，可以实时掌握测线“路况”。
[0012]完成本申请的第二个发明任务的技术方案是，上述混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台的工作方法，其特征在于，步骤如下，
(I).工作前，将地质雷达固定在坡面收放平台的桁架上；并接通控制机构的电路；
⑵.放置到被测混凝土面板上以后，调整升降机构的高度，使滚轮与面板脱离一定距离；
(3).通过地质雷达与被测混凝土面板坝面板之间接触(测试的技术要求)，开始测试；
(在优化方案中，可以增加步骤⑶-1.同时通过摄像系统对检测路线的情况进行监控，并且在需要时增加步骤⑶-2.对检测路线的情况进行回播);
⑷.在出现遇阻情况时，通过控制机构对各升降机构进行原位微调，使地质雷达的天线底板与混凝土面板之间的距离能够确保顺利通过；
(5).在检测结束时，通过控制机构升高各升降机构，将天线底板与混凝土面板脱离，以便回收雷达天线。
[0013]本发明的坡面收放平台和方法能够保证地质雷达在检测过程中不发生侧翻的现象，并且在出现遇阻情况下能够通过原位微调并顺利通过，既保证了检测位置的准确，又可以避免检测人员在斜坡上工作而带来的危险；其次，在检测结束、回收雷达天线时，由于该平台能够将天线底板与混凝土面板脱离，并且通过滚轮与面板接触，消除了天线底板与混凝土面板之间的摩擦、碰撞，不仅减小了因底板磨损对检测结果的影响、节约了天线底板因磨损而更换所带来的经济费用，而且还大大减轻了检测人员工作所产生的体力负担。除此之外，坝面虽然相对较为平整，但仍然存在许多可能的异常情况，例如露头的钢筋等，为了更好的对坝面状况进行监控，提高后期数据分析的精度，在系统外围器件中加入了一套高清摄像头，高清摄像的采用可以对检测路线的情况进行监控，并且回播。
[0014]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:本发明通过带桁架的升降机构可以避免雷达可能会产生的倾覆，提高了检测的安全性和稳定性；同时，通过升降机构可以使雷达离开地面任意高度，当发生卡住、遇阻情况时，使得地质雷达向下移动顺畅；测量结束、回收雷达天线时，利用该装置可以将天线底板与混凝土面板脱离，通过滚轮与面板接触，不仅节约了天线底板因磨损而对检测结果的影响、节约了天线底板因磨损而更换所带来的经济费用，而且还大大减轻了检测人员工作所产生的体力负担；高清摄像系统的采用，可以对检测线路进行监控，并且回播，对于提高数据分析质量大有益处；本系统的采用可以节省劳力2-3人，同时，大大降低了检测人员的工作风险。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:
图1是本发明装置的主视示意图。
[0016]图2是本发明装置的左视示意图。
[0017]图3是本发明装置的俯视示意图。
[0018]图中:雷达天线1，祐1架2,电动推杆3,螺栓4,滚动轮5,高清摄像头6。
[0019]【具体实施方式】:
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步的详细描述。
[0020]实施例1，混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台及其工作方法，本发明平台使用时:
首先，正确选择地质雷达天线及测量参数，考虑到混凝土面板坝的面板厚度基本上在
1.0m以内，因此选择使用RAMAC 800MHz屏蔽天线，该天线底宽20cm，高度20 cm,长度30cm。为了减少天线直达波信号，同时最大限度减小外来信号影响，提高测量精度，采用0.2m间距点测法进行测量。
[0021]将本装置桁架与雷达天线固定，然后将带滚动轮的电动推杆与桁架两端联结，将高清摄像头固定于桁架。连接各种线路，开机进行地质雷达参数设置，高清摄像系统调试，通电对升降机构进行调试，在确认整个系统运行正常后开始地质雷达测量工作。
[0022]测量工作开始，收放平台在自重的作用下，徐徐往下滑落。检测人员通过电缆的收放控制其位置，数据采集人员观察沿线情况并逐点进行数据采集(包括雷达数据采集及摄像数据采集)。在测量过程中，当检测平台发生卡住、遇阻情况时，打开下部的两个电动推杆，使地质雷达同步稍微离开地面，在自身重力作用下，天线马上就可以顺利通过障碍。继续进行测量，直至到达测线底端，停止数据采集，并保存文件，结束测量工作。
[0023]按先下后上的顺序打开电动推杆，使天线底板与混凝土面板脱离，当4个电动推杆均升至设定位置时，关闭并锁住推杆，往上回收雷达天线，由于通过滚轮与面板接触，因此回收工作轻松而快速，结束本断面测量工作，移位开展下一个断面的检测工作。
【权利要求】
1.一种混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，该坡面收放平台设有桁架，所述地质雷达固定联接在该桁架上，其特征在于，所述的桁架与升降机构固定联结，该升降机构与控制机构连接，由控制机构对其升降进行控制；在该升降机构底端设置有滚动轮。
2.根据权利要求1所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的桁架为铝合金工字梁，其中间通过螺栓固定于雷达天线的上下端部，桁架两端用以联结升降机构，两个桁架加上升降机构及滚动轮形成四方支撑格局。
3.根据权利要求1所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的升降机构共有4个，每个升降机构均包括直流电机、蜗轮蜗杆，它们均形成各自直流电动推杆，在每个电动推杆下部均安装耐磨滚动轮。
4.根据权利要求3所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的控制系统为四支电动推杆提供电流，并提供操作信号。
5.根据权利要求1所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的桁架上设置有摄像系统，该摄像系统包括有摄像头、传输电缆及数据采集PC，实现图像、视频采集及相关功能的控制。
6.根据权利要求5所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的控制系统与摄像系统中，控制信号与数据采集PC的连接采用有线形式。
7.根据权利要求6所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，在PC位置对采集平台的控制直接选取有线控制板进行。
8.根据权利要求6所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台，其特征在于，所述的摄像系统中采用高清摄像头。
9.权利要求1所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台的工作方法，其特征在于，步骤如下， ⑴.工作前，将地质雷达固定在坡面收放平台的桁架上；并接通控制机构的电路； ⑵.放置到被测混凝土面板上以后，调整升降机构的高度，使滚轮与面板脱离一定距离； ⑶.通过地质雷达与被测混凝土面板坝面板之间接触，开始测试； (4).在出现遇阻情况时，通过控制机构对各升降机构进行原位微调，使地质雷达的天线底板与混凝土面板之间的距离能够确保顺利通过； (5).在检测结束时，通过控制机构升高各升降机构，将天线底板与混凝土面板脱离，以便回收雷达天线。
10.根据权利要求9所述的混凝土面板坝质检的地质雷达坡面收放平台的工作方法，其特征在于，增加有以下步骤: 步骤⑶-1.同时通过摄像系统对检测路线的情况进行监控； 在需要时增加步骤⑶-2.对检测路线的情况进行回播。
【文档编号】F16M11/24GK104214490SQ201410506026
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】周荣官, 周醒驭, 陈吉森, 晏琼良, 沈朝晖 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院