基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统及方法与流程

本发明属于超高层施工领域，尤其涉及到一种基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统及方法。

背景技术：

目前超高层、桥塔等高耸混凝土建筑施工时混凝土垂直运输一般采用泵管输送，该种方式主要存在问题是泵管容易发生堵塞，当泵送的混凝土的性能发生劣化或泵管存在缺陷时，泵管容易发生堵塞，泵管堵塞维修的费用较大，同时会带来工期延误、窝工等间接的经济损失，直接和间接的经济损失巨大。如果有一个装置能对泵管的堵塞风险进行评估，当泵管存在堵塞风险时，采取必要的措施减小堵塞风险，将有极大的经济效益，但目前泵管堵塞没有任何预警的信息，只能等到混凝土堵塞时被动的采取挽救措施，对堵管的预防极为不利。

泵管发生堵塞时，在堵点的前方，泵管压力会显著增加，在堵点的后方，泵管压力会显著减小，因此可根据泵管内部的压力变化判断泵管堵塞的风险和堵塞的位置。但是由于泵管依附在竖向墙体上，在泵管上安装相关和维护检测设备极为不方便，应该尽量降低检测设备安装的难度和减少过程中的维护；同时施工现场环境较为恶劣，对检测设备供电和信号传递要求较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有混凝土垂直运输施工存在甭管堵塞维修不便的上述不足，提供一种基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统及方法，

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统，包括：

一个以上的泵管压力测试单元，安装在混凝土的泵管管路中易发生阻塞的部位，用于实时测试安装部位的泵管压力，并将测试结果以无线的方式传输出去；

通信主节点，与所有泵管压力测试单元无线连接，并与监测服务器连接，用于泵管压力测试单元与监测服务器之间数据和指令的交换；

监测服务器，用于接收、储存以及显示泵管压力测试单元监测的结果，根据测试的结果判断泵管发生堵管的风险和堵管的大致位置，并根据风险等级发出报警声音、短信、警示灯的报警信息；

数据终端，通过网络与监测服务器相连，远程登录监测服务器，查看监测结果和报警信息，并对泵管压力测试单元和监测服务器进行配置。

按上述方案，所述泵管压力测试单元采用机械连接或焊接的方式与泵管相连，在不破坏原有的泵管的方式接入泵管管路。

按上述方案，所述泵管压力测试单元采用微功耗元器件，内部包含：

传感器，用于感应安装部位的泵管压力数据，将其转化为电信号；

采集装置，用于将电信号转化为数字信号；

无线通信模块，与通信主节点的通信协议匹配，用于泵管压力测试单元和监测服务器之间的通讯；

电源，根据监测服务器的指令进入休眠或者工作模式。

本发明还公开了一种上述基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统的预警方法，包括如下步骤：

S1、在混凝土的泵管管路中易发生堵塞的部位安装泵管压力测试单元，安装监测服务器，并对预警系统进行初始化配置；

S2、混凝土泵送开始之前，激活泵管压力测试单元，使其进入工作模式，泵管压力测试单元采集泵管的压力数据，并将采集的压力数据通过内部无线通信模块和通信主节点发送给监测服务器，数据终端远程登录监测服务器，查看监测结果；

S3、当混凝土性能劣化时，泵管发生堵塞时，堵塞部位粗骨料富集，因此在堵塞部位的前方，泵管压力显著增加，而在堵塞部位的后方，泵管压力显著减小，当某个测点监测的数据增加幅度超过一定幅度而其后方测点监测数据减少超过一定幅度，判断泵管存在堵塞风险，并且堵塞部位在两个测点之间，监测服务器根据监测数据增加或减少的幅度大小将报警划分为不同等级，并发出报警声音、短信、警示灯的报警信息，施工人员根据报警等级采取不同的挽救措施；

S4、泵送结束，监测服务器发出指令，泵管压力测试单元进入休眠状态。

按上述方案，所述泵管压力测试单元测试方式采用传感器与混凝土直接接触直接测量泵管内部混凝土压力的方式，或者采用通过测量泵管内部混凝土压力引起的泵管变形间接测量泵管压力的方式。

本发明产生的有益效果是：

1、本发明预警系统能测试混凝土泵送管路中泵管的内部压力，通过泵管内部压力随时间的变化规律判断泵管是否存在的阻塞的风险，从而减少泵管堵塞的风险；

2、采用无线监测的方式，减少设备安装和布线的难度，极大的拓宽了设备使用的难度；

3、压力测试单元采用低功耗元器件，同时能根据指令能进入休眠模式，减少耗电量，延长使用时间，减少使用过程中的维护；

4、同时还可以通过数据终端积累泵送的基础数据，为泵机和泵管的选型提供依据。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明超高层施工泵管堵管预警系统的结构示意图；

图2是本发明实施例泵管压力测试单元安装在泵管上的结构示意图；

图中：1-泵管；2-泵管压力测试单元；

图3是本发明超高层施工泵管堵管预警系统的预警方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1示出了本发明实例中基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统的示意图，预警系统包括：

一个以上的泵管压力测试单元，安装在混凝土的泵管管路中易发生阻塞的部位，用于实时测试安装部位的泵管压力，并将测试结果以无线的方式传输出去；

通信主节点，与所有泵管压力测试单元无线连接，并与监测服务器连接，用于泵管压力测试单元与监测服务器之间数据和指令的交换；

监测服务器，用于接收、储存以及显示泵管压力测试单元监测的结果，根据测试的结果判断泵管发生堵管的风险和堵管的大致位置，并根据风险等级发出报警声音、短信、警示灯等不同的报警信息；

数据终端，通过网络与监测服务器相连，远程登录监测服务器，查看监测结果和报警信息，并对泵管压力测试单元和监测服务器进行配置。

图2示出了本发明实例中的泵管压力测试单元安装在泵管上的结构示意图。泵管压力测试单元采用机械连接或焊接的方式与泵管相连，在不破坏原有的泵管的方式接入泵管管路。泵管压力单元测试压力的方法可采用传感器与混凝土直接接触直接测量泵管内部混凝土压力的方式，也可以采用通过测量泵管内部混凝土压力引起的泵管变形间接测量泵管压力的方式。

泵管压力测试单元采用微功耗元器件，内部包含电源，泵管压力测试单元能在无外部电源的情况下长时间工作，并能根据监测服务器的指令进入休眠或者工作模式；泵管压力测试单元内部包含还无线通信模块，无线通信模块与通信主节点的通信协议匹配，用于泵管压力测试单元和监测服务器之间的通讯，具有耗电量低，通信距离远，并具有自组网功能，如zigbee模块。

图3示出了本发明实施例的基于无线监测技术的超高层施工泵管堵管预警系统的预警方法的流程图，包括如下步骤：

S1、在混凝土的泵管管路中易发生堵塞的部位安装泵管压力测试单元，安装监测服务器，并对预警系统进行初始化配置；

S2、混凝土泵送开始之前，激活泵管压力测试单元，使其进入工作模式，泵管压力测试单元采集泵管的压力数据，并将采集的压力数据通过内部无线通信模块和通信主节点发送给监测服务器，数据终端远程登录监测服务器，查看监测结果；

S3、当混凝土性能劣化时，泵管易发生堵塞，堵塞部位粗骨料富集，因此在堵塞部位的前方，泵管压力显著增加，而在堵塞部位的后方，泵管压力显著减小，当某个测点监测的数据增加幅度超过一定幅度而其后方测点监测数据减少超过一定幅度，判断泵管存在堵塞风险，并且堵塞部位在两个测点之间，监测服务器根据监测数据增加或减少的幅度大小将报警划分为不同等级，并发出报警声音、短信、警示灯的报警信息，施工人员根据报警等级采取不同的挽救措施；

S4、泵送结束，监测服务器发出指令，泵管压力测试单元进入休眠状态。

本发明实施例中基于混凝土的泵管内部压力监测，通过对混凝土的泵管内部压力进行监测，根据监测结果判断堵管的风险和可能发生堵管的位置，从而对堵管进行预防；同时还可累积泵管基础数据，指导泵送设备的选型。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。