本发明涉及磨料射流技术领域，具体而言涉及一种调控磨料射流的装置。
背景技术：
自从19世纪60年代磨料射流应用于油井钻进后，凭借系统简单、成本低、切削效率高等优点，其在清洗、除锈、切割和破碎岩石等作业中得到了广泛的应用。近年来火灾事故、恐怖主义袭击、地震、海啸等威胁公共安全的突发性事故在全球各地频繁发生。这类灾难往往都会引发建筑物的破坏，而且通常在被破坏后的建筑物架空空间中会有人员幸存。灾难救援中往往需要破拆建筑废墟进而解救幸存者，但现有的挖掘机等大型设备无法满足灵活快速和安全的基本要求，而用于切割混泥土的传统专业工具如钻机、冲击钻等无法有效的切割钢板、钢筋等金属材料。目前国外已经有利用磨料射流进行灾后救援的相关设备，并且磨料射流在灾后救援、灭火等领域也表现优异，但是目前应用中大都采用人工感觉来评估切割深度及效果，其不能对磨料进行调控，当磨料射流已经切穿废弃物后不能及时停止磨料的供应，特别是切割救援中容易造成过切伤人，高能的磨料射流会对幸存者产生严重威胁。另一方面，目前利用磨料射流切割物体时很难确定切割深度，特别是当需要进行给定深度的切割作业时，现有磨料射流技术往往难以胜任。
技术实现要素：
为解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种调控磨料射流的装置。
本发明所采用的技术方案是：一种调控磨料射流的装置，包括水射流发生系统，磨料混合系统，监测控制系统。所述水射流发生系统主要包括水泵、过滤器、安全阀、水箱、高压水管、压力表、泄压阀、电源、导电线。所述磨料混合系统主要包括磨料罐、可控截止阀、混合腔、喷嘴、节流阀。所述监测控制系统主要包括控制器、超高频电磁波雷达监测器、信号线。所述超高频电磁波雷达监测器设置在喷嘴上。所述超高频电磁波雷达监测器每隔0.02秒发出电磁波进行切割深度的检测。所述高压水管上设置有泄压阀。所述泄压阀、电源、可控截止阀、控制器和超高频电磁波雷达监测器通过信号线相互连接。所述控制器可以对泄压阀、电源、可控截止阀进行控制。
当进行破拆救人作业时，所述水射流发生系统和磨料混合系统产生磨料射流进行破拆作业，同时超高频电磁波雷达监测器实时监测磨料射流的切割深度，并将切割深度数据信息和雷达反射信号强度数据信息实时通过信号线传输到控制器。控制器实时处理超高频电磁波雷达监测器输送的切割深度数据信息和雷达反射信号强度数据信息。当相邻时刻切割深度数据信息发生突增，即切割深度发生阶梯式增长且雷达反射信号强度降低70％及以上时，控制器做出被切物体被切穿的判断，同时发出指令使可控截止阀及时关闭，切断磨料的供应；并且打开泄压阀，卸掉水压；同时关闭电源。
当进行切割作业时，如果需要进行给定切割深度作业，首先在所述控制器中输入要切割的深度数据，然后水射流发生系统和磨料混合系统产生磨料射流进行切割作业。超高频电磁波雷达监测器实时监测磨料射流的切割深度，并将切割深度数据信息实时通过信号线传输到控制器。控制器实时处理超高频电磁波雷达监测器输送的切割深度数据信息。当切割深度数据达到指定的切割深度时，控制器发出指令使可控截止阀及时关闭，切断磨料的供应；并且打开泄压阀，卸掉水压；同时关闭电源。当进行简单切割作业时，即不指定切割深度时，其与指定切割深度作业时的主要区别在于监测控制系统可以不用工作，具体步骤不再赘述。
当进行灭火作业时，控制器发出指令使可控截止阀关闭，切断磨料的供应。水射流发生系统和磨料混合系统产生纯水射流进行灭火作业。当灭火完成后，打开泄压阀，卸掉水压；同时关闭电源。
作为优选，所述高压水管上设置有安全阀、节流阀、压力表以及过滤器。
作为优选，所述磨料为60-80目的石榴石。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图中：1是水射流发生系统，2是磨料混合系统，3是监测控制系统，11是水泵，12是过滤器，13是安全阀，14是水箱，15是高压水管，16是压力表，17是泄压阀，18是电源，19是导电线，21是磨料罐，22是可控截止阀，23是混合腔，24是喷嘴，25是节流阀，31是控制器，32是超高频电磁波雷达监测器，33是信号线。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见附图1，一种调控磨料射流的装置，其主要包括水射流发生系统(1)，磨料混合系统(2)和监测控制系统(3)。所述水射流发生系统(1)主要包括水泵(11)、过滤器(12)、安全阀(13)、水箱(14)、高压水管(15)、压力表(16)、泄压阀(17)、电源(18)和导电线(19)。所述磨料混合系统(2)主要包括磨料罐(21)、可控截止阀(22)、混合腔(23)、喷嘴(24)和节流阀(25)。所述监测控制系统(3)主要包括控制器(31)、超高频电磁波雷达监测器(32)和信号线(33)。所述超高频电磁波雷达监测器(32)设置在喷嘴(24)上，且所述超高频电磁波雷达监测器(32)每隔0.02秒发出电磁波进行切割深度的检测。所述泄压阀(17)、电源(18)、可控截止阀(22)、控制器(31)和超高频电磁波雷达监测器(32)通过信号线(33)连接。所述控制器(31)可以对泄压阀(17)、电源(18)、可控截止阀(22)进行控制。所述高压水管(15)上设置有安全阀(13)、节流阀(25)、泄压阀(17)以及过滤器(12)。所述磨料为60-80目的石榴石。
下面结合具体实施例，对发明作进一步具体说明。
具体实施例1：进行破拆救人作业模式。当进行破拆救援作业时，水射流发生系统(1)和磨料混合系统(2)产生磨料射流进行作业，同时超高频电磁波雷达监测器(32)实时监测磨料射流的切割深度，并将切割深度数据信息和雷达反射信号强度数据信息实时通过信号线(33)传输到控制器(31)。控制器(31)实时处理超高频电磁波雷达监测器(32)输送的切割深度数据信息和雷达反射信号强度数据信息。显然，当物体被磨料射流切穿时，其切割深度会突然迅速增大，同时由于反射面消失，雷达信号的反射量会迅速减小。所以当相邻时刻切割深度数据信息发生突增，即切割深度发生阶梯式增长且雷达反射信号强度降低70％及以上时，控制器(31)做出被切物体被切穿的判断，同时发出指令使可控截止阀(22)及时关闭，切断磨料的供应；并且打开泄压阀(17)，卸掉水压；同时关闭电源(18)。
具体实施例2：进行切割作业模式。当进行指定切割深度的切割作业时，首先在控制器(31)中输入要切割的深度数据，然后水射流发生系统(1)和磨料混合系统(2)产生磨料射流进行切割作业，同时超高频电磁波雷达监测器(32)实时监测磨料射流的切割深度，并将切割深度数据信息实时通过信号线(33)传输到控制器(31)。控制器(31)实时处理超高频电磁波雷达监测器(32)输送的切割深度数据信息。当切割深度数据达到指定的切割深度时，控制器(31)发出指令使可控截止阀(22)及时关闭，切断磨料的供应，并且打开泄压阀(17)，卸掉水压；同时关闭电源(18)。当进行简单切割作业时，即不指定切割深度时，其主要步骤与指定切割深度作业时的主要区别在于所述监测控制系统(3)可以不用工作，故具体步骤不再赘述。
具体实施例3：进行灭火作业模式。当进行灭火作业时，首先控制器(31)发出指令使可控截止阀(22)关闭，切断磨料的供应。然后水射流发生系统(1)和磨料混合系统(2)产生纯水射流进行灭火作业。当灭火完成后，打开泄压阀(17)，卸掉水压；同时关闭电源(18)。
以上所述为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进应包含在本发明的保护之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。同时，尽管本文较多地使用了水射流发生系统(1)，磨料混合系统(2)，监测控制系统(3)，水泵(11)，过滤器(12)，安全阀(13)，水箱(14)，高压水管(15)，压力表(16)，泄压阀(17)，电源(18)，导电线(19)，磨料罐(21)，可控截止阀(22)，混合腔(23)，喷嘴(24)，节流阀(25)，控制器(31)，超高频电磁波雷达监测器(32)和信号线(33)等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。