一种顶管振动预警装置的制作方法

本发明涉及顶管施工领域，具体的讲是一种顶管振动预警装置。

背景技术：

现有管道铺设中，多采用顶管施工，顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。

现有顶管在铺设入土后，可能因承压过高，或者顶管自身质量问题，存在破裂的风险，亦或者在顶管掘进时，机械振动与顶管固有振动相接近，顶管发生共振的问题。顶管的破裂与共振从开始到最终发生存在1至3分钟的微振动期，这个微振动期是顶管内作业人员逃离顶管的最佳时机。

目前未有相匹配的顶管振动预警装置，当事故发生时，顶管内作业人员很难有充足的时间逃离顶管。

因此需要一种结构简单，能够对顶管破裂或者共振进行提前预警，为顶管内作业人员提高较为充足的逃离时间，预警精准度高的一种顶管振动预警装置。

技术实现要素：

本发明针对目前未有相匹配的顶管振动预警装置，当事故发生时，顶管内作业人员很难有充足的时间逃离顶管的问题，提供一种顶管振动预警装置。

本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是，一种顶管振动预警装置包括探测光输出端、探测光接收端和靶标，探测光输出端包括光源控制器、led光源和led光源集束器，光源控制器固定于顶管内壁顶部，led光源与光源控制器连接，led光源出光口罩有led光源集束器，且出光口朝向靶标。探测光接收端包括振动报警器、led光源接收器和滤光罩，振动报警器固定于顶管内壁顶部，led光源接收器与振动报警器连接，led光源接收器进光口罩有滤光罩，且进光口朝向靶标，靶标表面涂覆有反光层。

这样设计的目的在于，使用中，将探测光输出端固定在顶管内壁顶部，探测光接收端固定在顶管内壁顶部，靶标放置在顶管内，调节led光源照射方向，使led光源照射在靶标上，通过靶标表面涂覆的反光层，将led光源发出的光反射至led光源接收器上。振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，当顶管发生剧烈运动如即将破裂或者共振，由于探测光输出端固定在顶管内壁顶部，剧烈运动会导致led光源照射的光发生位移，通过靶标放大位移，振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，发现位移过大从而发生报警。为顶管内作业人员提供充足的时间逃离顶管。

同时，led光源集束器可以将分散的led光汇聚，提高反射率，滤光罩将反光层反射后分散的其他光线进行过滤，提高led光源接收器的精准度。

进一步的，光源控制器底部连接有一号吸盘，并通过一号吸盘与顶管内壁顶部连接，振动报警器底部连接有二号吸盘，并通过二号吸盘与顶管内壁顶部连接。

这样设计的目的在于，探测光输出端和探测光接收端通过吸盘实现与顶管顶部内壁活动连接，从而可以调节预警位置。

进一步的，光源控制器通过一号活动轴与led光源连接，振动报警器通过二号活动轴与led光源接收器连接。

可选的，一号活动轴和二号活动轴转动角度为10°～25°。

这样设计的目的在于，通过一号活动轴和二号活动轴实现对led光源与led光源接收器的转向调节，更易于对光。

可选的，靶标通过基座固定于顶管内壁底部，反光层上覆盖有吸光层，吸光层上设有通孔。

可选的，吸光层为黑色氧化铝薄膜层，反光层为全光谱反射膜。

本发明的有益效果至少包括以下之一；

1、通过将探测光输出端固定在顶管内壁顶部，探测光接收端固定在顶管内壁顶部，靶标放置在顶管内，调节led光源照射方向，使led光源照射在靶标上，通过靶标表面涂覆的反光层，将led光源发出的光反射至led光源接收器上。振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，当顶管发生剧烈运动如即将破裂或者共振，由于探测光输出端固定在顶管内壁顶部，剧烈运动会导致led光源照射的光发生位移，通过靶标放大位移，振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，发现位移过大从而发生报警。为顶管内作业人员提供充足的时间逃离顶管。

2、通过led光源集束器可以将分散的led光汇聚，提高反射率，滤光罩将反光层反射后分散的其他光线进行过滤，提高led光源接收器的精准度。

3、通过探测光输出端和探测光接收端通过吸盘实现与顶管顶部内壁活动连接，从而可以调节预警位置。

4、通过一号活动轴和二号活动轴实现对led光源与led光源接收器的转向调节，更易于对光。

附图说明

图1为一种顶管振动预警装置结构示意图；

图2为探测光输出端和探测光接收端结构示意图；

图中标记为：1为光源控制器、2为led光源、3为led光源集束器、4为振动报警器、5为led光源接收器、6为滤光罩、7为吸光层、8为反光层、9为基座、10为土壤、11为一号吸盘、12为顶管、13为二号吸盘、14为一号活动轴、15为二号活动轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点能够更加清晰明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明保护内容。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“中央”、“周向”、“上”、“内侧”、“外侧”、“另一端”、“中部”、“顶部”、“一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1和2所示，一种顶管振动预警装置包括探测光输出端、探测光接收端和靶标，探测光输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固定于顶管12内壁顶部，led光源2与光源控制器1连接，led光源2出光口罩有led光源集束器3，且出光口朝向靶标，探测光接收端包括振动报警器4、led光源接收器5和滤光罩6，振动报警器4固定于顶管12内壁顶部，led光源接收器5与振动报警器4连接，led光源接收器5进光口罩有滤光罩6，且进光口朝向靶标，靶标表面涂覆有反光层8。顶管12位于土壤10中。

使用中，将探测光输出端固定在顶管内壁顶部，探测光接收端固定在顶管内壁顶部，靶标放置在顶管内，调节led光源照射方向，使led光源照射在靶标上，通过靶标表面涂覆的反光层，将led光源发出的光反射至led光源接收器上。振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，当顶管发生剧烈运动如即将破裂或者共振，由于探测光输出端固定在顶管内壁顶部，剧烈运动会导致led光源照射的光发生位移，通过靶标放大位移，振动报警器统计led光源接收器接收的光源信息，发现位移过大从而发生报警。为顶管内作业人员提供充足的时间逃离顶管。

实施例2

基于实施例1，光源控制器1底部连接有一号吸盘11，并通过一号吸盘11与顶管12内壁顶部连接，振动报警器4底部连接有二号吸盘13，并通过二号吸盘13与顶管12内壁顶部连接。

实施例3

基于实施例1，光源控制器1通过一号活动轴14与led光源2连接，振动报警器4通过二号活动轴15与led光源接收器5连接。一号活动轴14和二号活动轴15转动角度为10°～25°。

实施例4

基于实施例1，靶标通过基座9固定于顶管12内壁底部，反光层8上覆盖有吸光层7，吸光层7上设有通孔。吸光层7为黑色氧化铝薄膜层，反光层8为全光谱反射膜。