專利名稱：混凝土打樁監(jiān)視系統(tǒng)及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種長(zhǎng)期追蹤混凝土樁基及結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有關(guān)，也與一種將這種系統(tǒng)設(shè)置及連接至樁基及結(jié)構(gòu)的方法有關(guān)，該樁基及結(jié)構(gòu)具有在其中預(yù)先澆鑄的量測(cè)儀器與感測(cè)器。
背景技術(shù)：
目前尚不具有一種從像是樁基或礅距等混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行資訊通訊，以決定有關(guān)這種結(jié)構(gòu)，或是設(shè)置這種結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生狀況的有效方法，目前，由于手工附加應(yīng)變量測(cè)儀器/加速儀等監(jiān)測(cè)裝置，以監(jiān)測(cè)在設(shè)置期間該樁基中力量與速度的方式需要大量的工作量，因此只有大概十分之一的被監(jiān)測(cè)樁基等混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力負(fù)載與其應(yīng)力/應(yīng)變相關(guān)資料的實(shí)際監(jiān)測(cè)。當(dāng)樁基一般是利用圍繞該結(jié)構(gòu)的項(xiàng)頸電纜所放置，接著利用起重機(jī)舉升該結(jié)構(gòu)時(shí)，其無法在該樁基外側(cè)上放置任何物品，因?yàn)槠湓诜胖闷陂g可能具有由該項(xiàng)頸電纜造成損害或是切除的高風(fēng)險(xiǎn)性。目前，在放置用于打入的樁基之后，便以攀爬至想要位置，并將量測(cè)儀器與感測(cè)器附加至該固定樁基的方式，將所需要的量測(cè)儀器與感測(cè)器進(jìn)行手工附加工作。這不但需要高度勞力，也耗費(fèi)時(shí)間、成本，也可能對(duì)該設(shè)置人員造成安全上的風(fēng)險(xiǎn)。因此，一般只進(jìn)行有限的監(jiān)測(cè)，因此對(duì)該結(jié)構(gòu)而言便需要較高的設(shè)計(jì)安全系數(shù)。一種在打入期間能夠進(jìn)行無線監(jiān)測(cè)的方法便具有顯著的價(jià)值，其能夠減少與該測(cè)試過程有關(guān)的成本與時(shí)間，藉此進(jìn)行更多的測(cè)試。然而在如此進(jìn)行時(shí)存在有許多技術(shù)障礙，包含從該樁基進(jìn)行感測(cè)器資料的無線傳輸。抵著混凝土放置一無線電頻率天線或是在混凝土中埋入一無線電頻率天線的基本問題，在于由于混凝土隨著年代變化的大介電成分，將大大地降低該無線電頻率的效能。 這代表了一種非常艱難、具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用環(huán)境。對(duì)于具有介電常數(shù)為1.0的空氣以及介電常數(shù)為80的水而言，混凝土則在20 (新成)與6 (與含水量有關(guān)，在經(jīng)過兩三個(gè)月的完全養(yǎng)護(hù)之后)之間變化。在此應(yīng)用中的混凝土結(jié)構(gòu)將在澆鑄觀天之后，或是在更快的時(shí)間所使用，并接著具有大約為9.0的介電常數(shù)?？拷摕o線電頻率天線放置相對(duì)高介電數(shù)值的混凝土，造成大多數(shù)由該(目前解調(diào))天線所放射的能量，從該天線放射并進(jìn)入混凝土之中。不論與該自由空氣所相關(guān)的剩余無線電頻率能量是否因?yàn)橥崆?或不穩(wěn)定樣片(pattern)而嚴(yán)重衰減，一般的天線都是設(shè)計(jì)成在自由空氣環(huán)境中進(jìn)行操作。此外，在像是樁基的結(jié)構(gòu)元件凝結(jié)之后，便不再搜集用于分析的資料，而在循環(huán)負(fù)載的觀點(diǎn)中，這些資料可以用來進(jìn)行該結(jié)構(gòu)元件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)完整性，以及用來進(jìn)行當(dāng)該結(jié)構(gòu)元件暴露在惡劣環(huán)境下，而可能使得該結(jié)構(gòu)元件隨時(shí)間降低品質(zhì)并造成結(jié)構(gòu)破壞的監(jiān)測(cè)。令人向往的是提供一種更有效率、更節(jié)省成本的方法與系統(tǒng)，以在該結(jié)構(gòu)的完整可用生命期間監(jiān)測(cè)這種混凝土結(jié)構(gòu)。更加令人向往的是，提供一種能夠在澆鑄與制造處理
4期間便能簡(jiǎn)單設(shè)置的系統(tǒng)，其能夠利用有效成本的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此便能夠監(jiān)測(cè)在一特定應(yīng)用下的所有混凝土結(jié)構(gòu)，以及特別是用于建筑物、橋梁與路基等樁基，以考量到一種更有效的使用設(shè)計(jì)，而不需要對(duì)于該完整結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性進(jìn)行妥協(xié)。此外，令人向往的是提供一種對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行生命循環(huán)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，該混凝土結(jié)構(gòu)包含所有的混凝土結(jié)構(gòu)元件，而不管是否是在設(shè)置之后切除頂部的樁基情況。同樣令人向往的是提供一種不管該結(jié)構(gòu)的最終狀態(tài)而監(jiān)測(cè)埋入量測(cè)儀器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種追蹤與監(jiān)測(cè)像是基樁等混凝土結(jié)構(gòu)制造、設(shè)置及/或生命循環(huán)相關(guān)資料的系統(tǒng)，以及相關(guān)系統(tǒng)組件與追蹤、儲(chǔ)存及存取這種資料的方法。本發(fā)明提供一種監(jiān)測(cè)樁基的方法，包括在一樁基外型中的繩股或加固物之間插入一感測(cè)器套件，以將感測(cè)器放置于一樁基的一核心區(qū)域中；將一無線電模塊連接至該樁基，該無線電模塊與該感測(cè)器套件通信；澆鑄該樁基；打入該樁基并在打入期間從該感測(cè)器套件得到資料；在打入期間監(jiān)測(cè)得自該感測(cè)器套件的數(shù)據(jù)及在打入期間監(jiān)測(cè)并使用該數(shù)據(jù)的至少其中之一，以調(diào)整針對(duì)該樁基的打入?yún)?shù)；以及使用來自該數(shù)據(jù)的絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息以在該樁基的打入期間實(shí)時(shí)最大化打入效能，該資料是得自位在樁基核心內(nèi)的該感測(cè)器套件。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括監(jiān)測(cè)該絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息，以確保打入力量不會(huì)超過在該樁基中產(chǎn)生一傷害張力應(yīng)力條件的一程度。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括監(jiān)測(cè)該絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息，以在該打入期間改變預(yù)載；以及使用此信息以預(yù)測(cè)樁基失敗。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括將該感測(cè)器套件插入該樁基的一頂端，且將一第二感測(cè)器套件插入該樁基的一頂部。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括使用該數(shù)據(jù)及該樁基中該感測(cè)器間的一已知距離來偵測(cè)不規(guī)則波速；以及比較該不規(guī)則波速及針對(duì)失敗偵測(cè)的預(yù)定義狀況。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括將得自該感測(cè)器套件的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于
一內(nèi)存中。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括將所得的數(shù)據(jù)傳送至一樁基歷史數(shù)據(jù)庫中，以用于進(jìn)一步的生命循環(huán)以及長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括通過設(shè)置連接至該感測(cè)器套件的一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)來翻新該樁基；通過邏輯鏈接一傳感器套件地址辨識(shí)來保留一已知樁基的特有地址信息；以及連接該節(jié)點(diǎn)至一外部網(wǎng)關(guān)，以用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括切除該樁基的一頂部；以及從鄰近一樁基頂端的一電線貯存器拉出位于一中空管內(nèi)的過量電線或電纜，以將位于該樁基的一頂端的該傳感器套件連接至該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括使用具有一 U型框架的一彈簧式支撐組件來固定該感測(cè)器套件的位置，該彈簧式支撐組件一般是垂直插入該樁基外型中，且該U型框架經(jīng)由一向外的彈簧力與至少兩個(gè)相對(duì)的繩股彈性嚙合。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，該方法包括形成一澆鑄混凝土樁基，該澆鑄混凝土樁基具有位于該樁基的一核心區(qū)域中的一感測(cè)器套件；打入該樁基并在打入期間從該感測(cè)器套件得到資料；通過設(shè)置連接至該感測(cè)器套件的一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)來翻新該樁基； 通過邏輯鏈接一傳感器套件地址辨識(shí)來保留一已知樁基的特有地址信息；以及連接該節(jié)點(diǎn)至一外部網(wǎng)關(guān)，以用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括將樁基數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在位于該樁基中的一內(nèi)存中。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括對(duì)于在打入后其頂部被切除的一樁基，從鄰近一頂端電線或電纜貯存器的一電線貯存器拉出位于一中空管內(nèi)的過量電線或電纜，以將一頂端傳感器套件連接至該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括在該樁基提供一全球位置測(cè)定系統(tǒng)； 得到該樁基的一位置；以及得到該位置的土壤性質(zhì)。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括在該樁基中提供一可重寫內(nèi)存；以及儲(chǔ)存及更新在該可重寫內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，該懸浮組件包含彼此連接的第一 U型框架和第二U型框架；至少一繩股嚙合構(gòu)件，位于彼此面對(duì)偏離的該U型框架的每一個(gè)上且適于嚙合一混凝土結(jié)構(gòu)的相對(duì)加固繩股或橫杠；以及附接至該框架的一可滑動(dòng)置物架，用于支撐至少一測(cè)量?jī)x器。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，該繩股嚙合構(gòu)件的至少其中之一是由一彈簧材料形成。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，該第一及第二 U型框架彼此彈性偏離；以及中央彈簧在該可滑動(dòng)置物架和該框架之間延伸，以將該可滑動(dòng)置物架放置在該U型框架的中央，該可滑動(dòng)置物架包含附加感測(cè)器的提供。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括具有至少兩個(gè)相對(duì)V型側(cè)壁的一第一開口，用于登記位于該可滑動(dòng)置物架中的一第一感應(yīng)外殼或是與其連接的一鑲嵌平板； 以及針對(duì)一第二傳感器，定義于該可滑動(dòng)置物架或與其連接的該鑲嵌平板中的一第二開根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括連接至該滑動(dòng)置物架的一繩股量測(cè)儀器。根據(jù)上述的方法的優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括連接至該滑動(dòng)置物架的一加速儀。在本發(fā)明的一觀點(diǎn)中，提供一種具有反射器的永久性埋入天線，該天線在制造與傳送期間并不從該結(jié)構(gòu)表面突出。該天線是齊平插入至該混凝土結(jié)構(gòu)的一側(cè)壁，并只從該外部表面延伸至該結(jié)構(gòu)之中的一有限程度，因此不需對(duì)于該結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行妥協(xié)。此外， 該天線是遠(yuǎn)離該結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼骨放置，以避免水氣進(jìn)入而造成相關(guān)結(jié)構(gòu)完整性損失。該天線鑲嵌/設(shè)計(jì)必須能夠抵擋重復(fù)性的沖擊施加環(huán)境，這種環(huán)境具有最大至大約正/負(fù)1000倍重力加速度力量的高量錘擊。舉例而言，這可能出現(xiàn)在加固混凝土樁基的打入期間。此外，該天線所處的是一種包含水氣暴露的外在操作環(huán)境，但其不能保持或保留水氣，以避免天線效能的損害或失效。本發(fā)明的天線被永久埋入至該結(jié)構(gòu)中，而且其接著用完即丟，并具有低成本特性。
根據(jù)本發(fā)明另一觀點(diǎn)，提供一種天線裝置，其在制造期間埋入于該混凝土結(jié)構(gòu)表面之下。該天線裝置包含一促動(dòng)器，其將該天線由一第一收藏位置移動(dòng)至一第二展開位置， 在該第二位置處，該天線便從該混凝土表面突出。該促動(dòng)器可以手動(dòng)，或是由傳輸通過該混凝土結(jié)構(gòu)的特定負(fù)載或定向沖擊波所觸發(fā)，像是由一樁基打入錘所形成的第一打擊，或是透過一種控制命令或其他電子信號(hào)所觸發(fā)。本發(fā)明也提供一種經(jīng)濟(jì)快速的感測(cè)器及量測(cè)儀器設(shè)置方法，其利用一種U型橫杠懸吊組件，在澆鑄之前以一種簡(jiǎn)單可重復(fù)的方式，將該感測(cè)器及量測(cè)儀器設(shè)置于一樁基外型之中。該U型橫杠懸吊組件提供該感測(cè)器/量測(cè)儀器的垂直定位，減少在澆鑄期間對(duì)該感測(cè)器/量測(cè)儀器可能形成的損害，而較佳的是，在澆鑄之前將該感測(cè)器/量測(cè)儀器自動(dòng)地放在該樁基外型的中央，以確保該感測(cè)器讀取的正確性。本發(fā)明也提供歷史追蹤及記錄記憶體，以允許進(jìn)行樁基完整設(shè)置期間的樁基資訊追蹤，該資訊也可以用來在設(shè)置期間提供工作者主動(dòng)回饋。本發(fā)明也對(duì)于樁基以及其他混凝土結(jié)構(gòu)元件提供一種生命循環(huán)監(jiān)測(cè)的方法。該方法包括在一樁基外型中的繩股之間插入一或多個(gè)感測(cè)器/量測(cè)儀器，以將感測(cè)器放置在一樁基核心區(qū)域中。舉例而言，這可以是應(yīng)變量測(cè)儀器、加速儀、孔隙壓力、溫度及/或濕度感測(cè)器等等。接著進(jìn)行樁基澆鑄，并將該感測(cè)器一起封入。較佳的，在該外型中放置一無線電/天線組件，并利用在靠近該頂部樁基一側(cè)上暴露至少該天線的方式，同樣地預(yù)先澆鑄至該樁基之中。在建構(gòu)位置處打入該樁基，并在打入期間從該感測(cè)器/量測(cè)儀器套件即時(shí)獲得資料。將此資料傳輸置一控制/監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以進(jìn)行即時(shí)檢視并分析該打入資料。在打入樁基之后，利用一網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)翻新該樁基，該網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)則連接/接合至該存在的感測(cè)器/量測(cè)儀器套件。保留一已知樁基的特有位址資訊，較佳的是利用邏輯鏈結(jié)感測(cè)器套件位址辨識(shí)(ID)的方式，保留一已知樁基的特有位址資訊。接著將這些節(jié)點(diǎn)(以及來自該完整結(jié)構(gòu)中其他感測(cè)器的潛在節(jié)點(diǎn))連接/聯(lián)播至一外部閘道，以考慮該完整結(jié)構(gòu)的某些或所有結(jié)構(gòu)的生命循環(huán)監(jiān)測(cè)。


當(dāng)相關(guān)附加圖示進(jìn)行閱讀時(shí)，可以獲得對(duì)于本發(fā)明較佳實(shí)施例的前述總結(jié)與后續(xù)詳細(xì)描述的較佳了解。為了描述的目的，圖示中顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例。然而應(yīng)該了解的是，本發(fā)明并不限制于所顯示的精確配置。圖1為顯示在一樁基外型中澆鑄混凝土以形成該樁基之前，位于該外型中繩股的透視圖。圖2為類似圖1的放大透視圖。圖3為顯示已經(jīng)在該外型中澆鑄混凝土之后，該樁基外型的透視圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的天線組件第一實(shí)施例分解圖。圖5為將圖4中所顯示的天線，埋入至像是樁基等混凝土結(jié)構(gòu)一側(cè)中的橫斷面圖。圖6為顯示位在一樁基頂部上相對(duì)天線位置的透視圖。圖7為齊平鑲嵌于混凝土結(jié)構(gòu)表面的一可展開天線組件側(cè)視圖。圖8為圖7的天線透視圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明一現(xiàn)址可展開天線替代實(shí)施例的透視圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明用于形成另一天線組件的部分可拆卸反射器透視圖。圖11為顯示根據(jù)本發(fā)明一部份可拆卸第二反射器組件的透視圖。圖12為一天線外殼與反射器組件的分解圖，該反射器組件具有一附加及外部暴露電子模組外殼。圖13為密封圖12中所顯示天線管筒及外殼時(shí)，所使用的聚合物塞拴放大橫斷面圖。圖14為圖12中所顯示天線反射器組件的第一尾部罩形式前方正視圖。圖15為圖12中所顯示天線反射器組件的第二尾部罩前方正視圖。圖16為根據(jù)本發(fā)明的另一天線組件透視圖，其類似于圖12中所顯示，但該天線組件不具有該電子模組外殼。圖17為類似于圖12中所顯示天線組件的透視圖，其具有圍繞該電子模組外殼蓋的釋放襯墊。圖18為圖17中所顯示天線組件的后方透視圖。圖19為穿過一樁基外型的橫斷面圖示，其顯示在該樁基外型中根據(jù)本發(fā)明的天線組件相對(duì)位置。圖20為穿過一樁基外型的橫斷面圖示，其顯示根據(jù)本發(fā)明的繩股與U型橫杠懸吊組件，以在該樁基之中進(jìn)行量測(cè)儀器的垂直鑲嵌。圖21為該U型橫杠懸吊組件的分解透視圖。圖22為顯示該裝配U型橫杠懸吊組件的部分結(jié)構(gòu)側(cè)邊正視圖，其具有一應(yīng)變量測(cè)儀器、一加速儀與鑲嵌于上的一電子模組。圖23為類似圖22，另一 U型橫杠懸吊組件實(shí)施例的側(cè)邊正視圖，其具有該應(yīng)變量測(cè)儀器、加速儀與電子模組。圖24為鑲嵌在圖23U型橫杠懸吊組件中央部分上，該電子儀器與感測(cè)器的透視圖。圖25為顯示相對(duì)鑲嵌在圖24U型橫杠懸吊組件感測(cè)器的后方透視圖。圖26為用于該加速儀的一水封外殼橫斷面圖。圖27為一樁基的結(jié)構(gòu)圖示，顯示在該頂部與頂端感測(cè)器/量測(cè)儀器套件與該無線電/電子儀器隔間之間的連接。圖28為類似于圖27的樁基結(jié)構(gòu)圖示，其中該樁基包含一電線貯存器以及引導(dǎo)管筒，以允許連接至該樁基的埋入頂端量測(cè)儀器，而在打入之后，該樁基具有切除頂部。圖29為沿著圖28線段四-29，穿過該樁基的橫斷面圖。圖30為圖28樁基感測(cè)器與天線裝置的結(jié)構(gòu)圖，其并不顯示該樁基。圖31為一樁基的結(jié)構(gòu)圖，顯示該共同資料骨干以及一基樁內(nèi)傳輸系統(tǒng)。圖32為一打入樁基頂部的透視圖，該樁基所具有的無線電電子儀器則由網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)模組代替。圖33為一具有切除頂部的樁基透視圖，顯示與一網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)模組的連接。圖34A、B、C為一流程圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的生命循環(huán)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。圖35為一混凝土蓋的透視圖，其遍及多數(shù)樁基頂部所澆鑄，該樁基具有一起連接至一節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)感測(cè)器，該節(jié)點(diǎn)則用于連接至該結(jié)構(gòu)其他元件及/或用于資料取得與監(jiān)測(cè)的遙測(cè)上鏈。圖36為根據(jù)本發(fā)明用于追蹤一樁基貫穿深度的系統(tǒng)透視圖。圖37為用于追蹤一樁基貫穿深度的替代系統(tǒng)透視圖。
具體實(shí)施例方式在后續(xù)描述中所使用的特定術(shù)語只是為了方便，而不是用于限制。這些文字“下方”、“上方”、“左側(cè)”與“右側(cè)”意指為該圖示所參考的方向。如同在此所使用的，“至少A、B 與C之一”的敘述用法，意指為A、B或C的任一項(xiàng)，或是其任意相關(guān)，其中A、B與C表示本
發(fā)明的標(biāo)注特征。據(jù)此，除非特別指明，術(shù)語“一”或“一個(gè)”則定義為包含一或多個(gè)參考項(xiàng)目。參考圖1，其顯示在混凝土澆鑄于一樁基外型14而形成一樁基10之前，將該樁基 10的繩股12放置在該樁基外型14之中。用于在設(shè)置期間或設(shè)置之后從該樁基傳送資料的感測(cè)器16與天線組件18，則顯示與該繩股12連接，或從該繩股12或在該繩股12上方懸吊，較佳的是，利用電纜捆扎或類似的維持裝置進(jìn)行懸吊。用于監(jiān)測(cè)該樁基的感測(cè)器與天線，較佳的是利用直接無線資料傳送的方式，傳送埋入在該樁基中感測(cè)器所收集的資料，以進(jìn)行該樁基的設(shè)置及/或生命時(shí)期監(jiān)測(cè)，并同樣可能用于儲(chǔ)存樁基資料，該樁基則在之后詳細(xì)描述。圖2顯示一較佳天線/無線電組件60的放大圖示，該天線/無線電組件60暫時(shí)地位于該樁基繩股12的頂部，該繩股12則漂浮在澆鑄于該外型中的混凝土中，因此該天線 /無線電組件60的頂部表面將位于該樁基的表面上。此外，將該感測(cè)器16附加至一較佳懸吊組件，以將該感測(cè)器放置于該繩股12之間，該懸吊組件將在之后進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖3顯示在該混凝土已經(jīng)灌注之后，于該外型14澆鑄該樁基10。該天線18的表面維持暴露狀態(tài)，以進(jìn)行在該樁基打入之前、打入期間及/或打入之后的信號(hào)傳輸。同樣的，該天線/無線電組件60的蓋子64也維持暴露狀蓋。如同以下詳細(xì)說明的，也可以移除該天線18，并將該天線與該電子模組外殼的蓋子64相關(guān)。圖4與圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一天線組件18的第一實(shí)施例。該天線組件18則在制造期間，齊平鑲嵌在如圖3中所顯示樁基10等的混凝土結(jié)構(gòu)一側(cè)上。必須確保該天線可以與該樁基10的外圍混凝土去耦。這可以利用提供一角隅反射器M的裝置而達(dá)成，該反射器較佳的是由金屬所制成，像是鋼或鋁，或是利用具有電傳導(dǎo)涂層的塑膠所制成。雖然先前的角隅天線已經(jīng)利用其他的方式獲得增益，但是在本情況中，則是以一種不慣用的方式提供天線與該天線所埋入周圍混凝土結(jié)構(gòu)12之間的絕緣。在一般的角隅反射器應(yīng)用中， 該反射器是放置在離開該天線1/2波長(zhǎng)的地方，因此該反射波將在同相位處累加并獲得增益。由于根據(jù)該混凝土中加固物所造成在本發(fā)明應(yīng)用中的深度限制，該角隅反射器對(duì)的金屬表面只能放在離開該天線夠遠(yuǎn)的地方，而使得對(duì)該天線的解調(diào)影響(造成阻抗錯(cuò)誤的損失)最小化，該角隅反射器M的金屬表面也不能離開該天線太遠(yuǎn)，以將由該反射波所造成的破壞性干擾最小化。在一種應(yīng)用中，對(duì)于參考波長(zhǎng)為916百萬赫(MHz)而言，較佳的距離為2. 1時(shí)，這提供大概1/6波長(zhǎng)的空間。在本發(fā)明另一具有較短波長(zhǎng)/較高頻率(舉例而言，2. 4兆赫(GHz))的實(shí)施例中， 提供該埋入天線組件的較小整體幾何性，而只需要大概1英時(shí)的空間。
仍舊參考圖4與圖5，在相對(duì)于該背部金屬化反射器的位置中維持一天線沈，該背部金屬化反射器具有一開口單元泡沫塊觀，或是其他類似不潮濕的吸收或支持間隔器。較佳的是，遍及該天線沈設(shè)置一種利用對(duì)于關(guān)注頻率為無線電頻率傳透材料所制成的蓋板 30。較佳的是，如同圖3所顯示，該蓋子與該混凝土結(jié)構(gòu)12的表面齊平。較佳的是，在從該天線沈所延伸的電線或共軸電纜外圍放置一扣環(huán)31。該完整組件18較佳的是利用水封方式進(jìn)行組合。參考圖6，顯示位于該樁基10頂部處相對(duì)面的一天線18較佳布置。較佳的是，該天線組件18是位于相距該頂部下方2d的位置處，而d為該樁基10的寬度。該感測(cè)器16 較佳的是同樣位在相距該頂部下方2d的位置處，而額外的頂端感測(cè)器則位在相距該樁基頂端2d的位置處，這在之后將詳細(xì)說明。然而，該感測(cè)器則位在該樁基橫斷面的中央/核心位置。參考圖7與圖8，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，提供一單一(或多數(shù))可縮回彈簧式天線組件50。該天線52在該樁基的制造與運(yùn)送期間，維持與該樁基表面齊平。該天線組件 50所具有的天線52，只有在像是一實(shí)際樁基錘擊的顯著垂直打擊或是接受一控制命令之后，才延伸至一展開位置，并促動(dòng)螺線管驅(qū)動(dòng)釋放。一電傳導(dǎo)地面M，較佳的是由金屬或是利用涂覆在一絕緣基板上的電傳導(dǎo)材料制成，則與該混凝土結(jié)構(gòu)的表面齊平鑲嵌，而實(shí)際上直到該天線被展開為止，就如同該蓋子30 —樣位于該表面上，當(dāng)該天線展開之后，便隨即做為該天線結(jié)構(gòu)的一部份。該天線的長(zhǎng)度較佳的是1/4 λ，而該地面M則具有大約λ/2 的尺寸，其可以是一種具有直徑或邊長(zhǎng)大約為λ/2的圓形或方形。雖然這種配置較佳，但也可以使用其他的配置方式。替代的，或是除了從遠(yuǎn)端釋放之外，在該天線組件50自動(dòng)延展動(dòng)作失敗的情況中，可以提供一種人工按鈕手動(dòng)控制裝置陽。這可以是一種位于該地面M中的小開口形式，其允許一使用者插入一桿棒或栓梢，以釋放保持該天線52處于收藏位置的扣件。一旦接收到適當(dāng)強(qiáng)度的打擊或是控制命令，該天線52便從該混凝土表面垂直延伸。如同在圖8中所顯示，這可以簡(jiǎn)單地透過一種鉸鏈鑲嵌天線52所達(dá)成。該打擊或控制啟動(dòng)螺線管或活塞，接著便釋放該扣件，而該天線便因?yàn)橐粐€圈彈簧或是壓縮彈簧 (未顯示)的力量所驅(qū)動(dòng)，并朝外旋轉(zhuǎn)。替代的，如在圖9中所顯示，該組件56可以包含位在一非電傳導(dǎo)套管58中的天線57，一般來說該非電傳導(dǎo)套管58從位在該混凝土結(jié)構(gòu)表面上的電傳導(dǎo)地面5 表面垂直延伸，并隨即透過如同以上描述的一可偵測(cè)打擊或透過一控制信號(hào)，啟動(dòng)釋放扣件，該扣件釋放便造成該天線57從該套管58朝外扭開至該地面Ma以上的一延展位置。如果在設(shè)置期間，一天線碰撞到平面(水平面或地平面)，內(nèi)部感應(yīng)電路便將資料傳輸切換至一平面上天線，或在接合樁基的情況中切換至內(nèi)部無線電收發(fā)機(jī)，或允許透過插座的直接連接，以輸出資料，這在之后將詳細(xì)討論。參考圖10與圖11，其顯示天線組件80、90的另外兩個(gè)替代實(shí)施例。這些天線組件是以一種非常有效成本的方式建構(gòu)，并使用一種具有厚度為λ/4的低損失與低介電數(shù)值材料塞拴82、92，并較佳的是具有大于或等于λ/2的直徑。該塞拴可以利用塑膠或是滿足以上要求的任何適當(dāng)材料所制成，其較佳的是具有圓柱型(圖10)、半球型或拋物線型 (圖11)的形狀。其側(cè)邊與底部則以一種電傳導(dǎo)涂層84、94所覆蓋，像是一種金屬化薄片或是任何其他適合的材料。提供一外部密封中央開口 85、95，透過該開口，一共軸電纜88、98 的中央電線86、96便延伸至λ/的長(zhǎng)度。該電纜88、98的地面編織線纜則被焊接在一起， 或是連接至該中央開口 86、96區(qū)域中的電傳導(dǎo)涂層84、94，并穿過該塞拴82、92的頂部延伸。該塞拴82、92的頂部表面做為一蓋子，并在制造期間設(shè)置為與該混凝土結(jié)構(gòu)表面齊平， 以提供一低成本的天線。參考圖12至圖15，其詳細(xì)顯示該上方天線/無線電組件60的一較佳實(shí)施例。該天線組件60較佳的是包含一反射器組件65，該反射器組件65具有由一種彎曲金屬頁片所形成，較佳地是形成為V型的反射器主體66，并具有如在圖14與圖15中所顯示，附加于其尾部的一尾部罩68及70。較佳的是，該反射器組件65是由金屬材料所形成，像是鋁或不銹鋼。然而，也可以使用其他適合的金屬材料，或是具有一金屬涂層的聚合物材料。提供一種利用對(duì)于要求頻率為無線電頻率傳透材料所形成的保護(hù)蓋72。在樁基制造期間，需要該保護(hù)蓋72以避免在澆鑄期間混凝土脫離該天線組件60，而在混凝土凝結(jié)之后，如果需要的話，可以移除該保護(hù)蓋72。在一較佳實(shí)施例中，這是利用一種沉重卡片/卡板或是具有厚度大于0. 02英時(shí)的聚合物材料所形成，并能夠被粘附、貼牢或是密封于該反射器組件65上。該天線組件60另外包括用于布線的外殼61，以及與該天線76關(guān)聯(lián)的電子組件，以及用于傳輸資料信號(hào)的無線電模組。該天線76較佳的是位于利用像是聚氯乙烯(PVC)等聚合物材料所形成的天線管筒78之中，并較佳的是使用一種從該外殼61所延伸的聯(lián)接器69， 以水封方式連接至該外殼61，而一拴塞79則從該外殼61插入至該聯(lián)接器69之中，并圍繞該天線基部，其在圖13中詳細(xì)顯示。該拴塞79較佳的是密封或膠接在該外殼61之中，如在81所登記的位置。該反射器組件65則覆蓋設(shè)置于該天線管筒78上，因此該第一尾部罩 68便抵住該外殼61。在設(shè)置該天線76之后，使用一管筒尾部罩83密封該天線管筒78的尾部。水封連接器91可以插入至該外殼61側(cè)邊的開口之中，以提供具有水封性質(zhì)的電線、電纜等等的進(jìn)出口，進(jìn)一步進(jìn)行資料信號(hào)傳輸并將電力傳輸至位于該樁基10中感應(yīng)系統(tǒng)中的不同元件。此外，一浮力補(bǔ)償平板87較佳的是例如利用鉚釘連接至該外殼61的底部所提供的凸緣，或是以任何其他適合的連接方式，像是夾鉗、膠粘劑、電纜捆扎等等方式。該浮力補(bǔ)償平板87的尺寸可以負(fù)擔(dān)位于其上方的一足夠混凝土量，以抵抗該天線組件60的浮力，因此維持該樁基繩股上方的一漂浮位置，使得該保護(hù)蓋72大致上與該樁基表面齊平。較佳的是，該外殼61、該聯(lián)接器69、該拴塞79、該天線管筒78、該抗浮力平板87與該管筒尾部罩83都是利用聚氯乙烯(PVC)或是類似的聚合物材料所制成，并可以利用一種簡(jiǎn)單有效的方式組合或粘接在一起。用于該反射器組件65的保護(hù)蓋72較佳的是位于該樁基外型14之中，因此形成該樁基外側(cè)表面的一部份。此外，較佳的是提供用于該外殼的一存取蓋64，并同樣位在該樁基的表面，以允許在形成樁基之后存取位于其中的電線、電纜、 電池、調(diào)查支撐及/或電子組件。參考圖16，顯示用于該第二天線組件62的一反射器組件89，其包含該保護(hù)蓋72 與較佳為V型的反射器主體66。使用兩個(gè)反射器尾部罩70以關(guān)閉該反射器組件89的尾端，并在其中設(shè)置位于該天線管筒78中的天線76。一旦該天線設(shè)置于該管筒78之中，便以水封方式利用管筒尾部罩83或類似形式的尾部罩密封尾端，因此只有天線電纜從該反射器組件89的一端向外延伸，以形成該第二天線組件62。參考圖17與圖18，顯示具有設(shè)置改良的較佳天線/無線電組件60。如同圖17中
11所顯示，為了允許移除該存取蓋64，在該外殼61的頂部周圍設(shè)置一泡沫或橡膠套管63，并向上延伸通過該存取蓋64的口部。這可以避免用來形成該樁基10的混凝土鎖住該存取蓋 64的位置，而在混凝土凝結(jié)之后，便可移除該套管63，以提供用來移除該存取蓋64的溝隙。 替代的，可以保留該套管63做為避免水氣進(jìn)入與凝結(jié)的密封。較佳的是將多數(shù)分別可切換及特有識(shí)別的天線，埋入至該混凝土樁基結(jié)構(gòu)之中， 較佳的是，其包含具有在該外殼61中的一附加無線電模組天線組件60，并可能包含一或多個(gè)天線組件62，或是以上定義的其他形式天線組件。較佳的是，該天線能夠自動(dòng)地以一種循環(huán)(round robin)形式識(shí)別一接收系統(tǒng)中哪個(gè)天線位置提供最佳信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)該接收系統(tǒng)的實(shí)體位置保有后續(xù)最高的資料帶寬處理能力。接著，對(duì)于所有后續(xù)資料通信而言， 只有此天線(位置)被選擇并作用。為了將效能最佳化，在資料獲取期間并不將電力配送至未使用的天線位置。如果在資料獲取期間，可能遺失來自該選擇天線的信號(hào)，該系統(tǒng)便可以嘗試自動(dòng)地與剩余天線之一建立連接。較佳的是根據(jù)該接收信號(hào)強(qiáng)度只是信號(hào)(RSSI)、鏈結(jié)品質(zhì)與計(jì)算測(cè)試信號(hào)傳輸帶寬的相關(guān)，決定該天線選擇門檻。用于選擇并使天線作用的具體通訊協(xié)定則可以根據(jù)所使用的特定系統(tǒng)與應(yīng)用所選擇。然而，一般來說只選擇具有最佳傳輸效能的天線，并提供其電力。一旦選擇之后，完全的系統(tǒng)電力將被傳送選擇的天線，以延長(zhǎng)系統(tǒng)電池壽命并同時(shí)提供最佳信號(hào)強(qiáng)度與最高帶寬。同樣的，因?yàn)樵撎炀€結(jié)構(gòu)是暴露在該樁基的表面上，利用多數(shù)天線可以提供在單一天線損害下的多重復(fù)原選擇?，F(xiàn)在參考圖19，其顯示位在該樁基外型14之中的天線組件60、62。該上方天線組件60較佳的是漂浮于該繩股12上方的混凝土中，以避免在制造之后，任何水氣來源進(jìn)入并抵達(dá)該繩股架構(gòu)。該下方天線62可以位在該外型的底部，與該底部表面齊平，并藉由被澆鑄混凝土的重量所定位。也可以使用于上描述的其他天線組件形式。也可以將該天線放置于該樁基外型14的相對(duì)面?zhèn)缺谏?。如圖1至圖3中顯示的感測(cè)器設(shè)置所遭遇的一項(xiàng)問題，是利用一震動(dòng)器或其他裝置所進(jìn)行混凝土灌注與后續(xù)的設(shè)置期間，由于該感測(cè)器水平鑲嵌在該透過或遍及必須被灌注及/或搗實(shí)混凝土的大剖面中的繩股12上或該繩股12之間，而增加對(duì)該感測(cè)器所形成的潛在傷害。如在圖20中所顯示，根據(jù)本發(fā)明，較佳的是在該樁基外型14中以大致垂直的方式設(shè)置一 U型橫杠懸吊組件120、120’，以促進(jìn)該感測(cè)器能夠快速、精確、可重復(fù)地定位。較佳的是，這包含必須被橫向放置在該樁基核心之中的一加速儀122與一應(yīng)變量測(cè)儀器124。該 U型橫杠懸吊組件120、120’較佳的是為彈簧式的，并允許該感測(cè)器能夠重復(fù)地定位在該樁基外型的核心區(qū)域中央，而不需要其他手工量測(cè)，同時(shí)使該加速儀保持在垂直于該樁基長(zhǎng)度的位置，以能夠在后續(xù)打入樁基期間進(jìn)行精確的加速度量測(cè)，并同時(shí)使該應(yīng)變量測(cè)儀器保持與該樁基縱軸平行的位置，以確保精確的應(yīng)變量測(cè)。參考圖21與圖22，將詳細(xì)描述該U型橫杠懸吊組件120的第一實(shí)施例。該U型橫杠懸吊組件120包含上方與下方U型框架126、128。該下方U型框架128的腳可以在該上方U型框架126的腳中滑動(dòng)。彈簧130位于該上方U型框架126的腳中，并使該上方U 型框架1 偏移離該下方U型框架128。一相關(guān)上方擋版/鉤扣132與一或多個(gè)下方鉤扣 134都被分別附加至該上方與下方U型框架126、128。該擋版/鉤扣132與該鉤扣134可以利用任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥梢员苊怆娏髑治g，也可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，而在該U型橫杠組件120大致垂直設(shè)置于該樁基外型14時(shí)，能夠與該繩股12嚙合，如在第22圖中所顯示。該上方擋版/鉤扣132較佳的是夠?qū)?，以避免該量測(cè)儀器/感測(cè)器裝置在混凝土澆鑄與后續(xù)震動(dòng)設(shè)置/搗實(shí)期間受到損害。為了進(jìn)行設(shè)置，該U型橫杠懸吊組件120可以插入在該繩股12之間，而該下方鉤扣134則嚙合于一下方繩股12上。接著利用抵抗該彈簧130的力量，朝下壓入該上方框架的方式，壓入該U型橫杠懸吊組件120，因此該下方U型框架128的腳便可伸縮接收至該上方U型框架126的腳之中。一旦釋放該上方U型框架126的力量之后，該上方與下方U型框架1沈、1觀便因?yàn)樵搹椈?30而彼此偏離，而該上方擋版/鉤扣132的鉤扣部分便可以嚙合該樁基外型14之中的上方繩股12下側(cè)。再次參考圖21與圖22，該U型橫杠懸吊組件120另外包含與其連接的一置物長(zhǎng)橇136。該置物長(zhǎng)橇136較佳的是包含引導(dǎo)凸緣138，該凸緣138與該上方與下方U型框架 126,128的腳接觸，以固定該鑲嵌平臺(tái)。該置物長(zhǎng)橇136的上方部分較佳的是包含一延伸部分137，該延伸部分137被彎曲成為大致的U型，以保持并保護(hù)一電子模組159，如在圖22 中所顯示。替代的，這可以是一種該電子模組外殼的分離片斷或部分。較佳的是提供一中央彈簧140，其具有與該上方U型框架1 及該下方U型框架 128連接的第一尾端。該中央彈簧140的第二尾端則連接至該置物長(zhǎng)橇136上方與下方側(cè)上的托座141，并將該置物長(zhǎng)橇136偏離至一大致中央的位置，而不管該繩股12上設(shè)置位置中鉤扣132、134之間的距離為多少。該托座141具有間隔，因此該量測(cè)儀器/感測(cè)器組件將大致位于該樁基的中央，較佳的是與該量測(cè)儀器/感測(cè)器組件鑲嵌位置中央線相距“a”的相等間隔。如在圖22中所顯示，該中央彈簧140的力量向量具有主要的Y方向分力。然而， 根據(jù)鑲嵌裝置，也可能提供X方向分力，以保持該置物長(zhǎng)橇136抵住該U型框架元件126、 128。該中央彈簧140確保該置物長(zhǎng)橇136在設(shè)置之后是位于一可重復(fù)的中央位置，而不需要設(shè)置者向下爬到該繩股與該裝置之間，進(jìn)行該置物長(zhǎng)橇136的位置調(diào)整。該中央彈簧140 具有相較該彈簧130為固定的一下方彈簧。一旦該懸吊組件被定位，該置物長(zhǎng)橇136便可以利用電線捆扎、喉式管束夾鉗、拇指螺絲或其他類似裝置而夾住及/或維持在該中央位置。 這可避免混凝土及/或后續(xù)震動(dòng)/設(shè)置將該置物長(zhǎng)橇136移離該彈簧平衡位置。替代的，也可以使用其他的彈簧裝置，或是可以省去該中央彈簧140，而利用電纜捆扎、彎曲電線或像是以上提到那些的其他適合扣件，在該U型橫杠懸吊組件120上設(shè)置該鑲嵌平臺(tái)。較佳的是利用電纜捆扎、電線捆扎或類似的方式將一鑲嵌平臺(tái)139連接至該置物長(zhǎng)橇136。該鑲嵌平臺(tái)139較佳的是利用對(duì)準(zhǔn)孔洞、凸出部或其他類似的裝置，登記該置物長(zhǎng)橇136是否定位。該加速儀組件122較佳的是以電纜捆扎或是像是機(jī)械扣件等其他適合連接器形式、環(huán)氧樹脂或是其他適合的方式附加至該鑲嵌平臺(tái)139。替代的，該鑲嵌平臺(tái) 139可以省去，而將其鑲嵌特征與該置物長(zhǎng)橇136整合。參考圖23與圖M，其顯示該U型橫杠懸吊組件120’的第二實(shí)施例。除了省略該彈簧130的需要以及省略該鑲嵌平臺(tái)139以外，該第二實(shí)施例120’與該實(shí)施例120類似，該鑲嵌平臺(tái)139的功能則與具有該置物長(zhǎng)橇136’的片斷整合。在該U型橫杠懸吊組件120’ 中，該U型框架1沈、1 可以利用于上討論的方式一起或分開滑動(dòng)。然而，該下方U型框架128在其腳上包含一連串孔洞，而可以與該上方U型框架1 腳中的孔洞對(duì)準(zhǔn)，并利用栓梢 133相關(guān)在一起，該栓梢133可以是栓梢、螺栓、鉚釘或是其他任何適當(dāng)?shù)目奂?。該U型框架1沈、1觀可以為了該特定繩股12進(jìn)行調(diào)整，以跟被形成樁基10之間相隔。接著設(shè)置該栓梢133。該底部鉤扣134’則由彈簧鋼材或其他適合的彈力材料所形成。在設(shè)置期間，該 U型橫杠懸吊組件120’被插入至該繩股12與該嚙合一下方繩股的下方彈簧鉤扣134’之間。該彈簧鉤扣134’可以彈性轉(zhuǎn)向，以使得該上方鉤扣132能夠插入該外型14中的要求上方繩股12以下，并接著將該上方鉤扣132彈性偏離至與該上方繩股嚙合的位置。該繩股本身也提供某些程度的彈性，并可以彈離其位置而進(jìn)行該U型橫杠懸吊組件的設(shè)置。在該下方U型框架1 腳中的孔洞可以為了用于多數(shù)已知樁基尺寸的已知標(biāo)準(zhǔn)繩股位置，而被定位在適當(dāng)?shù)奈恢?。具有附加量測(cè)儀器與感測(cè)器的置物長(zhǎng)橇136’則可以利用電纜捆扎、夾鉗、鉚釘或其他任何適當(dāng)?shù)目奂?，連接至該U型框架126、128的中央位置。如在圖沈中所顯示，該加速儀組件122較佳的是包含一外殼142，其維持一水封凹穴，而在該凹穴中支撐該實(shí)體加速儀裝置。該外殼142較佳的是由一頂部外殼部分144與一底部外殼部分146所構(gòu)成，其定義了其中放置該實(shí)體加速儀裝置的凹穴148。一 0型環(huán)150 則位在該上方外殼部分144的周圍溝槽之中。一旦該實(shí)體加速儀裝置被設(shè)置在該凹穴148 之后，便組合該頂部與底部外殼部分144、146，較佳的是利用粘著劑將該部分144、146固定在一起。用于該加速儀外殼142的頂部與底部外殼部分144、146較佳的是利用一種低成本聚碳酸酯樹脂的聚合物材料所制成。較佳的環(huán)繞該外殼的周圍形成一通道152，而能夠考量到在該置物長(zhǎng)橇136’或該鑲嵌平板139上的實(shí)體對(duì)準(zhǔn)與鑲嵌，如果分別提供時(shí)，便利用一種在該通道152中的電纜捆扎，如在圖22至圖25中所顯示。如在圖21中所顯示，一開口 IM較佳的是位于該鑲嵌平板139中，其中固定該加速儀外殼142。該開口 IM具有用于登記/對(duì)齊的V型側(cè)壁，因此該加速儀外殼142可以利用由該V型側(cè)壁所登記的外殼142外圍周圍邊緣，進(jìn)行穩(wěn)固并精確地定位。在該鑲嵌平板139較佳的也提供狹縫，以使該電纜捆扎延伸而附加該加速儀。該開口 IM也允許用于該樁基的混凝土夠圍繞在該外殼142中的加速儀組件122所形成，以確保該加速儀能夠收集正確的資料。替代的，如在圖M中所顯示，該相同形式的開口 154’是直接的位于該置物長(zhǎng)橇136’中，以利用相同的方式允許該加速儀組件122的鑲嵌。該應(yīng)變量測(cè)儀器IM較佳的也是位在該置物長(zhǎng)橇136’或該鑲嵌平板139上，如果分別提供時(shí)，便利用電纜捆扎預(yù)先組合。如在圖21中顯示，較佳的是穿過在該應(yīng)變量測(cè)儀器IM區(qū)域中的鑲嵌平板139提供一開口 156，因此用于該樁基的混凝土夠圍繞該應(yīng)變量測(cè)儀器IM所形成，以確保應(yīng)變量測(cè)儀器124能夠收集正確的資料。在圖23與圖M所顯示的實(shí)施例中，一類似開口 156’也同樣直接地提供于該置物長(zhǎng)橇136’之中。用于該應(yīng)變量測(cè)儀器IM與該加速儀的一電子模組159也較佳的附加于該置物長(zhǎng)橇136、136’，如在圖22與圖M中所顯示。替代的，這也可以另外放置于該樁基外型14 之中。該鑲嵌平板139較佳的是由一種聚合物材料所形成，像是Lexan 或是任何其他適合的聚合物材料。該上方與下方U型框架126、1 則較佳的是以金屬桿棒、管筒或是其他的結(jié)構(gòu)所制造，而該鉤扣132、134則較佳的是由一種較佳為鋼的適合金屬材料所制成，并透過焊接、鉚接或其他適合的方式連接至該上方與下方U型框架126、128。該鉤扣134’則由一種如同以上所討論的彈簧鋼材或適當(dāng)彈性材料所制成。該置物長(zhǎng)橇136、136’則較佳的以一種像是鋼的適合金屬材料所制成。使用該U型橫杠懸吊組件120、120’能夠以一種堅(jiān)固與可重復(fù)的方式進(jìn)行像是一應(yīng)變量測(cè)儀器1 與加速儀組件122等感測(cè)器的相關(guān)樁基繩股12的快速簡(jiǎn)單設(shè)置，同時(shí)保持一種精準(zhǔn)的對(duì)齊與定位，因此該加速儀便與該被形成樁基核心的長(zhǎng)度方向垂直，并位于該核心之中，而該應(yīng)變量測(cè)儀器1 在軸向延伸，與該被形成樁基核心的長(zhǎng)度方向平行，并位于該核心之中。該U型橫杠組件120、120’是設(shè)計(jì)為根據(jù)該繩股的位置，藉由該樁基外型 14中精確定位的繩股12，提供該長(zhǎng)橇136上量測(cè)儀器/感測(cè)器組件的精確力學(xué)登記，以確保該量測(cè)儀器/感測(cè)器組件的精確與可重復(fù)設(shè)置，較佳的是位在該樁基核心的中央。圖27顯示在該樁基10中的感測(cè)器16位置，也顯示該天線/無線電組件60與該天線組件62的位置。一單一電纜170在該頂端感測(cè)器16與該外殼61中延伸，以進(jìn)行該樁基10之中的資料傳輸。該感測(cè)器16較佳的是利用該U型橫杠懸吊組件120、120’或任何其他適合的系統(tǒng)所定位，以保持他們位于該繩股12之間。藉由在相對(duì)側(cè)上放置一天線，其不管方向性而總是能夠從該樁基接收一無線電頻率信號(hào)。圖觀顯示該樁基10的感測(cè)器與信號(hào)傳輸系統(tǒng)的一替代較佳配置。一底端感測(cè)器套件16b，其較佳的是包含一加速儀組件122與一應(yīng)變量測(cè)儀器124，是位在靠近該頂端的位置。至少一天線18是位在靠近于該樁基頂部的位置，而另一感測(cè)器套件16a較佳的也位在該樁基頂部或靠近于該樁基頂部的位置。也可以表明根據(jù)該樁基尺寸的頂部或底端感測(cè)器套件16a、16b較佳位置。較佳的是，該底端感測(cè)器套件16b包含一非揮發(fā)記憶體(NVRAM)， 已儲(chǔ)存樁基生命歷史資料、量測(cè)儀器校正資料與其他樁基打入的相關(guān)資料。這可以包含在該電子模組159中或是另外放置。該感測(cè)器套件16a、16b較佳的是包含該U型橫杠懸吊組件120、120’之一，以提供維持該加速儀組件122與該應(yīng)變量測(cè)儀器124，其必須放置在該樁基核心之中，該調(diào)節(jié)電子儀器159也是一樣。該U型橫杠懸吊組件120、120’提供該感測(cè)器16a、16b的較快速較簡(jiǎn)易鑲嵌功能，減少組合的時(shí)間與成本。在圖觀所顯示的較佳實(shí)施例中，較佳的是以塑膠材料制成的一管筒230于該底端感測(cè)器套件16b與該天線/無線電組件60的電子模組外殼61之間延伸。在該底端感測(cè)器套件16b與該電子模組外殼61之間延伸的該電纜或電線231，便穿過該管筒230配置，如在圖四中所顯示。圖30顯示不包含該樁基10的裝置結(jié)構(gòu)圖。一放大區(qū)域或用于一過量電線或電纜 231的貯存器233，則靠近于或位于該底端感測(cè)器套件16b的位置。該放大區(qū)域或貯存器 233也可以以一種球型形式位于該管筒230的尾端，并與朝向該感測(cè)器套件16b延伸的電線或電纜231相密封。這使得過量的電線或電纜231可以從該腔室231拉出，以在該樁基10 頂部在設(shè)置之后切除的情況下相相關(guān)，因此該加速儀與該應(yīng)變量測(cè)儀器122、124，包含任何其他位于該底端感測(cè)器套件16b的感測(cè)器及/或非揮發(fā)記憶體(NVRAM)仍然可以連接至一網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，以進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，這在之后將另外詳細(xì)說明。此外，也可以存取所有儲(chǔ)存于記憶體中與用于該底端感測(cè)器套件16b中感測(cè)器調(diào)節(jié)電子儀器159的資料。較佳的，該管筒230是利用電纜捆扎或其他適合連接器松弛地捆扎在該樁基10下方的繩股12，如在圖觀與圖四中所顯示，因此該管筒230便大致維持在該位置之中，但并未被完全夾緊，而該電纜或電線231便可在該管筒230滑動(dòng)。參考圖31，顯示一樁基10的結(jié)構(gòu)圖示，其說明該電纜170或231形式的共同資料骨干。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的較佳系統(tǒng)概觀，透過光纖、無線電頻率、磁性的無線耦合裝置或一硬式連接，是位在該堆疊(或組合)垂直混凝土樁基的頂端與頂部，其登記為無線電收發(fā)機(jī)模組沈0。這可以在每一樁基頂端處提供為一種埋入式接收器模組，以及在該頂部提供為一埋入式傳輸器模組，而透過一硬式電線鏈結(jié)或骨干的共同資料資連接便在一種通過模式中從一樁基的頂端移動(dòng)至該頂部。替代的，該無線電收發(fā)機(jī)模組260根據(jù)其特定應(yīng)用可以提供一種雙向資料。使用此裝置，資料可以被接力并傳輸，以進(jìn)行來自于一平面下樁基或透過在其頂部打入一樁基相關(guān)的監(jiān)測(cè)。這使得來自該樁基中不同埋入感應(yīng)模組的資訊(資料)收集， 也可以被共同地連接至該硬式電線骨干。較佳的是，提供一種分辨該傳輸資料來源的方法， 舉例而言，于該網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)中提供。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以使用一種具有相同介面的特別提供方式，相關(guān)結(jié)構(gòu)之間的電力。這將提供一種內(nèi)部電力來源萬一無法提供足夠操作電流時(shí)的自動(dòng)分配。由于該(有時(shí)候是非常遙遠(yuǎn)的)操作位置，用于所有結(jié)構(gòu)的電力來源也可以包含使用太陽能板所獲得的太陽能。選擇上，其可能提供一種輔助備份連接埠，其能夠連接至一輔助電力來源，像是一內(nèi)部電力來源失效的情況中，可以連接至一電池。在一內(nèi)部資料記錄器、信號(hào)調(diào)節(jié)器或傳輸器失效的情況中，也可以提供透過在該混凝土結(jié)構(gòu)中埋入的硬式電線骨干，從該加速儀、應(yīng)變量測(cè)儀器、溫度感測(cè)器與任何其他感測(cè)器直接讀出資料的外部插頭或連接，因此在部分系統(tǒng)失效的情況中，仍舊可以收集來自該混凝土結(jié)構(gòu)中感測(cè)器與量測(cè)儀器的資料。較佳的是在該外殼61或位在該樁基之中的另一外殼中，提供包含無線電介面電子儀器的中央感應(yīng)資料多工及控制，較佳的是具有位在該樁基表面的一存取蓋。一樁基識(shí)別，較佳的對(duì)應(yīng)于用于該傳輸器的無線電位址或媒體存取控制(MAC)位址，是與該資料產(chǎn)品、該校正資料與感測(cè)器細(xì)節(jié)、感測(cè)器配置、增益、偏移、量測(cè)儀器系數(shù)、敏感度、編號(hào)、序號(hào)、販賣者等等，以及驗(yàn)證系統(tǒng)品質(zhì)控制OiC)的資料一起儲(chǔ)存于該記憶體之中。此初始資訊較佳的是儲(chǔ)存于位在該頂端量測(cè)調(diào)節(jié)電子儀器的非揮發(fā)記憶體(NVRAM) 中，并另外利用增加像是澆鑄工廠、檢查員名稱/編號(hào)、澆鑄資料、樁基澆鑄位置、混名土模組、混凝土比重、樁基長(zhǎng)度、直徑與其他幾何、溫度曲線(以下將詳細(xì)說明)及/或預(yù)載應(yīng)變等有關(guān)該樁基資訊處理的方式，在澆鑄工廠處于樁基制造期間加入至該記憶體中，這些記錄在記憶體中的資料可以在稍后使用。任何澆鑄資料或其他有關(guān)形成該樁基的歷史資料， 都可以被紀(jì)錄，因此在之后的打入過程中給予協(xié)助。該記憶體較佳的是可由該樁基領(lǐng)班所存取，以在澆鑄之前或后續(xù)的澆鑄中進(jìn)行無線電的測(cè)試及/或檢查，以允許獲得品質(zhì)控制 (QC)與任何在運(yùn)輸之前及/或打入該樁基所需的修復(fù)。該澆鑄工廠檢查員也可以輸入在打入該樁基期間能夠被存取即使用的關(guān)鍵檢查參數(shù)。所有來自該記憶體的資料都可以使用位在該樁基上的天線組件60、62或以上提到的其他型式天線組件，由來自該樁基的無線電頻率傳輸進(jìn)行存取。一旦位于一設(shè)置位置處，如果可獲得的，便可能在打入時(shí)對(duì)于該樁基的全球位置測(cè)定系統(tǒng)(GPS)位置資訊記入于該記憶體之中。這可以聯(lián)結(jié)至一已知的土壤性質(zhì)圖，以使用該打入資料驗(yàn)證/及或決定土壤性質(zhì)(并利用該打入樁基函數(shù)中的土壤調(diào)查部分)及/ 或修改該打入處理。由該應(yīng)變量測(cè)儀器124與加速儀122于該樁基打入期間所收集的應(yīng)變與力量資料，可以由該天線組件60、62之一進(jìn)行無線電頻率(RF)傳輸，以在樁基打入期間的完整打入過程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。因此可以提供在該驅(qū)動(dòng)期間的臨界絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變資訊對(duì)于在驅(qū)動(dòng)期間以先前已知方法進(jìn)行外在監(jiān)測(cè)的相對(duì)應(yīng)變。具體來說本發(fā)明能夠監(jiān)測(cè)該實(shí)際決對(duì)應(yīng)便，并使用該資訊確保打入力量不會(huì)超過在該樁基中產(chǎn)生不想要張力條件的程度。該絕對(duì)壓力與張力應(yīng)力資訊較佳的是用來提供擊錘或吊車操作員即時(shí)回饋，以選擇性地控制擊錘能量并將打入過程最佳化。此資訊也可以藉由回報(bào)并提供可允許絕對(duì)應(yīng)變讀取與范圍的回饋方式，避免過度打入與后續(xù)的樁基失敗。該檢查資料、打入資料、任何的再打擊資料與該最大應(yīng)力也可以被紀(jì)錄在該記憶體之中。此資料接著可以對(duì)應(yīng)于每一樁基所得或追蹤，并可以利用類似的方式在該記憶體中印入或追蹤特有時(shí)間，以主動(dòng)讀取/寫入無線電頻率(RF)識(shí)別(ID)標(biāo)簽，其可以接收并儲(chǔ)存資料，也能夠傳輸資料。此外，該打入檢查員、土木工程檢查員與該樁基打入起重機(jī)操作員也可以在打入期間存取該感測(cè)器單元電子記憶體的資料，以檢查獲驗(yàn)證有關(guān)該樁基及其歷史的資訊。所有這些樁基歷史資料將被聯(lián)結(jié)至該實(shí)際打入資料的標(biāo)頭，并可以與該打入資料一起傳輸至一樁基資料庫中，以進(jìn)行進(jìn)一步的生命循環(huán)及/或長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。品質(zhì)保證/ 品質(zhì)控制(QA/QC)具有可追蹤及可說明的能力。此外，此資料可以用來與未來的分析與比較聯(lián)結(jié)，以預(yù)測(cè)失效或破壞的發(fā)生。因此，該樁基的完整生命循環(huán)便被記錄于該非揮發(fā)記憶體(NVRAM)之中，并能夠使用該間線60、62至少之一透過無線電頻率(RF)傳輸進(jìn)行存取。此外，在天線失效的情況中，如果需要的化，該外殼蓋64也可以從該樁基10的表面所存取，以提供一種手動(dòng)電子連接及/或進(jìn)行電池或用來驅(qū)動(dòng)該感測(cè)器單元電子儀器電子模組的更換。該記憶體較佳的是一種非揮發(fā)記憶體(NVRAM)、電子式可清除程式化唯讀記憶體 (EEPROM)或其他可寫光學(xué)或磁力媒介，并較佳的是由一控制器所存取與控制。也可能該記憶體是一種擴(kuò)充的記憶體模組，用來與一種已知的無線電頻率(RF)識(shí)別(ID)模組連接。較佳的是，該感測(cè)器單元電子儀器包含一能夠捕捉關(guān)于該感測(cè)器資料與其他有關(guān)該被形成樁基資訊的非揮發(fā)記憶體(NVRAM)。這是用來連接該樁基生命循環(huán)與其相關(guān)的資料。根據(jù)本發(fā)明，也可能透過該混凝土結(jié)構(gòu)溫度或養(yǎng)護(hù)曲線進(jìn)行該混凝土強(qiáng)度與準(zhǔn)備的檢查。許多標(biāo)準(zhǔn)都詳細(xì)說明此處理(ASTMC 1074)。也可以利用在該樁基核心與其外部表面提供溫度感測(cè)器的方式，將溫度養(yǎng)護(hù)曲線儲(chǔ)存在該感測(cè)器單元電子記憶體之中。假設(shè)該熱養(yǎng)護(hù)溫度流線只從該樁基核心朝外輻射變化，并在沿著該樁基長(zhǎng)度相同點(diǎn)處維持定值， 此資料便可以利用該核心與表面溫度感測(cè)器所精確追蹤，以決定該樁基中的一差異溫度梯度，而決定該混凝土何時(shí)達(dá)到可使用的強(qiáng)度。也可以使用軟體收集來自該感測(cè)器電子儀器與資料記錄器的資訊，而根據(jù)像是澆鑄領(lǐng)班、工廠檢查員、打入檢查員、起重器操作員等等所建立的不同規(guī)則呈現(xiàn)給使用者。該系統(tǒng)較佳的是設(shè)定彼此相互支援。舉例而言，當(dāng)超過特定操作(應(yīng)變、應(yīng)力、負(fù)載等等)范圍時(shí)，該土木工程檢查員可以設(shè)定系統(tǒng)以旗標(biāo)警告該樁基打入檢查員。這也可以提供給起重器操作員或其他的使用者，以確保不會(huì)遭遇特定打入門檻，或進(jìn)行錯(cuò)誤旗標(biāo)的通知。該系統(tǒng)也可以根據(jù)一臨界門檻追蹤、計(jì)算并傳輸打擊。此外，利用在該樁基頂部與頂端兩處以一已知距離放置量測(cè)儀器的方式，可以利用相關(guān)資料特征，偵測(cè)不規(guī)則波速，并用來比較某些預(yù)定的問題狀況，像是由一裂隙樁基等材料不連續(xù)性所造成的過度應(yīng)變、波反射情況。當(dāng)偵測(cè)到這種不規(guī)則或一潛在不規(guī)則資料產(chǎn)生時(shí)，便能夠通知該操作員。在一較佳實(shí)施例中，該加速儀則相關(guān)至受控制的交流電(AC)耦合或直流電(DC) 偏移伺服電動(dòng)機(jī)，以抵銷在壓電加速儀中一般存在的零偏移效應(yīng)。在本發(fā)明的壓電(PE) 加速儀應(yīng)用中，具有下述的已知應(yīng)用特有條件-該樁基總是在等于零的速度出發(fā)。-被量測(cè)事件具有小于200毫秒的總循環(huán)時(shí)間。-該樁基總是回到等于零的速度。因?yàn)樵诒涣繙y(cè)事件之前與之后的速度都等于零，且該被量測(cè)事件在一種預(yù)定已知的時(shí)間間隔下發(fā)生，交流電(AC)耦合或固定直流電(DC)偏移的使用，為了該調(diào)節(jié)加速儀信號(hào)而在資料捕捉工作之前，于壓電(PE)加速儀中常見的零偏移效應(yīng)(或錯(cuò)誤)附近，利用一種伺服電動(dòng)機(jī)控制回饋而進(jìn)行控制。這將提供較佳品質(zhì)的加速儀資料。使用本發(fā)明，一樁基的種歷史與其打入資料可以被監(jiān)測(cè)并記錄。雖然本發(fā)明在打入期間具體參考被捕捉的加速儀與應(yīng)變量測(cè)儀器資料，這些只是較佳的資料形式，而其他的感測(cè)器形式也可以用來捕捉并提供其他形式的資料，像是一頂端溫度感測(cè)器在打入期間記錄溫度，或是底端及頂部溫度感測(cè)器用來追蹤該樁基的溫度梯度。也可以使用其他的感測(cè)器形式。雖然較佳的是利用長(zhǎng)壽命電池與該感測(cè)器單元電子儀器及記憶體連接，也可能提供其他的電力來源，像是震動(dòng)引致電流、太陽能或其他裝置。此外，也可以提供附加一外部電力來源落更換該內(nèi)部電力來源的存取。根據(jù)本發(fā)明，也可能使得包含無線電介面電子儀器的中央感應(yīng)資料多工及控制藉由該外殼蓋64進(jìn)行復(fù)原。然而，該感測(cè)器量測(cè)儀器在該系統(tǒng)終將維持埋入及不可復(fù)原的狀態(tài)。這將進(jìn)一步藉由提供再使用部分系統(tǒng)的復(fù)原裝置，減少該系統(tǒng)的成本?，F(xiàn)在參考圖32，其中該樁基10的頂部并未切除，而根據(jù)本發(fā)明該樁基10是設(shè)計(jì)為藉由從該天線/無線電組件60的電子模組外殼61移除該無線電模組的方式，進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。接著在該外殼61中設(shè)置一更換與外部電力網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)314’，并連接至任何可得的頂端/頂部量測(cè)儀器電纜或電線231?，F(xiàn)在參考圖33，其顯示打入之后的樁基10，該樁基10根據(jù)應(yīng)用要求具有移除至一切除高度的樁基頂部。為了提供對(duì)于該樁基10生命循環(huán)以及其后續(xù)結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)構(gòu)造的額外監(jiān)測(cè)，并且能夠存取位在該底端感應(yīng)套件16b記憶體中的資訊，該電線或電纜231可以在該樁基頂部切除之后從該貯存器233拉出，并能夠相關(guān)至一連接器或連接至一網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)314的電纜，其可以被埋入在一加蓋結(jié)構(gòu)中，或位在該樁基10附近。這可以利用一種現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)所完成。據(jù)此，如果該樁基10被打入并切除其頂部，而不管這是否發(fā)生在該頂部量測(cè)儀器16a下方，總是會(huì)暴露出含有該電纜231的管筒230橫斷面，如在圖33中所顯示?，F(xiàn)在參考圖34A、B、C與圖35，提供根據(jù)本發(fā)明的樁基生命循環(huán)監(jiān)測(cè)。這可以利用具有網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)能力的各自樁基天線/無線電組件60翻新動(dòng)作所完成。這提供一種方法，用于建立選擇感測(cè)器生效樁基10與其他感測(cè)器的電力局部區(qū)域網(wǎng)路。如同在圖35中所顯示，這些翻新節(jié)點(diǎn)或資料埠可以在澆鑄該混凝土蓋350之前，位在該電子模組外殼61 之中，并包含自我配置該樁基與組成該運(yùn)輸/建設(shè)基礎(chǔ)及建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)中，所有連接樁基節(jié)點(diǎn)的機(jī)制。該節(jié)點(diǎn)或資料埠較佳的是使用一種網(wǎng)路通訊協(xié)定作接合。此外，由該系統(tǒng)分布至所有量測(cè)儀器/感測(cè)器的電力也受到監(jiān)測(cè)。替代的，該電力分布與網(wǎng)路功能可以被相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，建構(gòu)人員將利用一種有線網(wǎng)路取回或增加位在該電子模組外殼61 之中現(xiàn)有樁基資料埠，該有線網(wǎng)路提供電力以及資料傳送的有線連接。增加至此網(wǎng)路的節(jié)點(diǎn)較佳的是以一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或主從配置的方式進(jìn)行自我配置與報(bào)告。該網(wǎng)路及/或電線提供多余性與可定址能力，以確保至少一連接樁基子集合為可獲得及/或可存取的。這些構(gòu)成基礎(chǔ)的新網(wǎng)路樁基10可以連接至一較大的網(wǎng)路或遙測(cè)上鏈312，像是整合封包無線電服務(wù)技術(shù)(GPRS)、有線寬頻、電線網(wǎng)路等等，如在圖35中所顯示。有關(guān)每一樁基10 (包含動(dòng)態(tài)設(shè)置細(xì)節(jié)/結(jié)果)的歷史生命資訊將被局部地由該樁基10進(jìn)行傳送，而該底端感測(cè)器套件16b現(xiàn)在則提供長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。所有從該裝置并用于樁基10長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的上傳遙測(cè)資訊，都被儲(chǔ)存于一遠(yuǎn)端中央貯藏器，以進(jìn)行檢視、監(jiān)測(cè)與報(bào)告。該系統(tǒng)也提供保留一給定無線電特有位址資訊的裝置，較佳的勢(shì)將其邏輯鏈結(jié)至該感測(cè)器位址識(shí)別(ID)，或是透過其他同步或映射裝置，以利用該取代網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)314 的骨干識(shí)別(ID)取代該無線電識(shí)別(ID)連接至網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)314的目前樁基感測(cè)器122、125連接性則利用用于樁基10 的低功率差異信號(hào)所達(dá)成。雖然對(duì)于無線電與材料干擾有更大的容忍度，使用一數(shù)位信號(hào)結(jié)構(gòu)將能夠較好地消除任何干擾的可能性，并由該電能變化器傳送功能進(jìn)行無線電/監(jiān)測(cè)模組去耦。根據(jù)本發(fā)明，一數(shù)位匯流排結(jié)構(gòu)將用于所有在該系統(tǒng)中所使用的感測(cè)器。在此配置中-感測(cè)器細(xì)節(jié)與校正資訊保持在該頂端感測(cè)器調(diào)節(jié)電子儀器中，該數(shù)位匯流排提工一種感測(cè)器校正及感測(cè)器資料與所有非揮發(fā)記憶體(NVRAM)通訊的裝置；-一共享匯流排則用來使得多數(shù)量測(cè)儀器與多數(shù)特有識(shí)別量測(cè)儀器形式能夠共享相同的實(shí)體有線骨干。-一高速與高電力效率的匯流排通訊協(xié)定則用來處理來自每一量測(cè)儀器的資料量；-一聰明的隨插即用系統(tǒng)則用來使得多數(shù)被使用的量測(cè)儀器配置能夠根據(jù)目前的量測(cè)儀器進(jìn)行自動(dòng)化的識(shí)別與自我配置；-在必須移除無線電/監(jiān)測(cè)模組60的情況中，該量測(cè)儀器的設(shè)定/校正與該樁基的生命歷史則由具有該底端感測(cè)器16b的電子儀器(像是非揮發(fā)記憶體(NVRAM))所保留或反映，以由該置換網(wǎng)路監(jiān)測(cè)模組314繼續(xù)使用。本發(fā)明透過該頂部量測(cè)儀器資料與儲(chǔ)存在該調(diào)節(jié)電子儀器非揮發(fā)記憶體(NVRAM) 中的資料，而提供長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的能力，而不需考慮該最終的樁基配置。除了將該網(wǎng)路監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn) 314封入至該蓋子350以外，應(yīng)變量測(cè)儀器與其他的感測(cè)器也可以位在該蓋子350之中，并與用于蓋子量測(cè)儀器與感測(cè)器的額外網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)連接。也可以提供在圖35中所顯示，舉例而言，對(duì)于監(jiān)測(cè)其他像是位于該蓋子350上的橋墩或路基等的結(jié)構(gòu)的額外監(jiān)測(cè)能力。這些額外監(jiān)測(cè)能力可以利用提供具有自我調(diào)適網(wǎng)路能力的節(jié)點(diǎn)所進(jìn)行。因此，對(duì)于一給定結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，都可以透過使用建設(shè)在于此詳細(xì)描述基礎(chǔ)樁基監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上的一種可堆疊網(wǎng)路拓?fù)渌M(jìn)行。這提供一種系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)，其中該樁基感測(cè)器具有與其他感測(cè)器一起固定于一蓋子之中，該蓋子接著與其他感測(cè)器一起固定于橋墩之中，該橋墩接著與其他感測(cè)器一起固定于路基之中，最后透過一遙測(cè)上鏈提供用于部分或完整整合結(jié)構(gòu)(包括提到的一或多個(gè)元件及/或其他結(jié)構(gòu)元件)的資料。現(xiàn)在參考圖36，提供根據(jù)本發(fā)明用于決定樁基貫穿深度與該樁基最終承載能力的改良裝置。目前用于決定一樁基的樁基貫穿深度(與最終能力)的裝置，牽涉到必須手動(dòng)地在該樁基一側(cè)上放置記號(hào)，而一檢查員必須負(fù)責(zé)計(jì)算該樁基垂擊(透過打樁計(jì)數(shù)器) 并注意這些記號(hào)的移動(dòng)/貫穿通過一高度參考記號(hào)的情況。此過程需要在打入過程中完全的人為努力與牽連。本發(fā)明可以透過刺激超過該樁基內(nèi)部中的設(shè)定門檻，或是由一追蹤 /監(jiān)測(cè)裝置所接收并解析的信號(hào)量測(cè)儀器122、124，進(jìn)行自動(dòng)精確的錘擊計(jì)算，該追蹤/監(jiān)測(cè)裝置則像是樁基工作站(Pile Workstation，SPW) 320，這是一種從該樁基10之中的感測(cè)器與量測(cè)儀器收集即時(shí)打入資料的中央系統(tǒng)控制器，其能夠與該最高感應(yīng)樁基貫穿系統(tǒng)接合，追蹤打擊數(shù)量(內(nèi)部或外部)，并利用在樁基打入期間所收集動(dòng)態(tài)資料計(jì)算并同步每單位位移的打擊，以與該檢查員即時(shí)溝通資訊，而控制該打入與提供即時(shí)樁基承載能力資料。追蹤根據(jù)本發(fā)明樁基10的位移也可以由其他許多方法之一所進(jìn)行。在依第一方法中，雷射雷達(dá)“飛行時(shí)間式電荷傳導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)(time of flight) ”與三角概念被相關(guān)至一樁基工作站(SPW) 320之中。在此配置中，一雷射雷達(dá)系統(tǒng)322首先投影高程至相對(duì)于一垂直固定樁基10的參考高度，以決定一直角三角形的鄰邊A。該雷射雷達(dá)322接著轉(zhuǎn)移一垂直固定樁基面至靠進(jìn)該樁基10頂部的參考點(diǎn)324，以決定該一直角三角形的相關(guān)斜邊C。在該參考高度以上的樁基10垂直高度是根據(jù)從該參考高度到該參考點(diǎn) 324的距離B所決定，該參考點(diǎn)3 位于該頂部以下的一已知距離X。已知該樁基10的總長(zhǎng)度，以及該動(dòng)態(tài)計(jì)算距離B與該距離X，在該參考高度以下的樁基貫穿深度P可以簡(jiǎn)單的計(jì)算。根據(jù)C的改變也可以簡(jiǎn)單的決定高度的改變。在該樁基10頂部處的參考記號(hào)3 將用來促進(jìn)一垂直固定樁基的自動(dòng)垂直追蹤， 并(機(jī)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng))由該轉(zhuǎn)動(dòng)雷達(dá)頭促進(jìn)自我對(duì)齊調(diào)整。可以使用一種倒退反射線或映射物件。當(dāng)該樁基被打入時(shí)，該雷達(dá)系統(tǒng)322將為了該參考記號(hào)目標(biāo)的向下移動(dòng)，而藉由鎖定該參考記號(hào)324的方式進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償。該系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地提供原始即時(shí)計(jì)算樁基高度，或計(jì)算樁基貫穿深度P的資料至一追蹤監(jiān)測(cè)裝置，樁基工作站(SPW)320之中。這與由該內(nèi)部量測(cè)儀器系統(tǒng)所推導(dǎo)的打擊數(shù)量一起用來計(jì)算/記錄/追蹤該打擊/移動(dòng)，以提供完整的自動(dòng)追蹤。替代的，該雷達(dá)被投射至該樁基10頂部處的一共同點(diǎn)，其包含在該參考高度處獲得垂直該固定樁基(長(zhǎng)度)表面的距離之后，在該錘子或蓋子上放置該參考記號(hào)的可能性。 該樁基貫穿深度利用從該總樁基長(zhǎng)度L減去該參考高度(由三角學(xué)所決定)以上量測(cè)樁基高度的方式所連續(xù)決定。較佳的是使用一垂直復(fù)位掃瞄系統(tǒng)(在垂直延展樁基的情況中) 處理連續(xù)縮短的高度。該系統(tǒng)也可能從該樁基頂部掃瞄至底部，以決定該固定樁基的角度，并非垂直地同以一點(diǎn)至該樁基的參考高度，并接著利用已知的三角幾何計(jì)數(shù)決定所需要的資料。這也可以相關(guān)至樁基工作站(SPW)320之中，已取代檢查員需要實(shí)體收集樁基打入資料的情況。該樁基工作站(SPW) 320計(jì)算或保持打擊的追蹤，并將此資料對(duì)于樁基貫穿資料同步化，并接著根據(jù)該計(jì)算樁基貫穿深度P計(jì)算每一位移的打擊。替代的，可以使用紅外線基礎(chǔ)的飛行時(shí)間式電荷傳導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)感測(cè)器，利用熱影像的方式，偵測(cè)并參考該錘子或像是該樁基緩沖墊的樁基上預(yù)定點(diǎn)中心位置。此外，使用三維影像感應(yīng)與圖形辨識(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)照相系統(tǒng)也可以用來做為目標(biāo)辨識(shí)器，而取代以上參考的雷達(dá)頭。決定該打入樁基貫穿深度的第二方法，是透過氣壓測(cè)高儀的使用，如在圖37中所顯示。兩氣壓測(cè)高儀340、342提供兩個(gè)兩側(cè)，每一個(gè)都包括氣壓與高度。一般來說，當(dāng)量測(cè)高度時(shí)，氣壓測(cè)高儀可以在校正后短期間內(nèi)使用，并固定地進(jìn)行由于天氣型態(tài)改變所造成氣壓改變的零輸出校正。某些系統(tǒng)可以從全球位置測(cè)定系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星取得資訊，在已知?dú)鈮翰町愊峦瓿纱隧?xiàng)動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明，在該樁基10或該錘子或該蓋子上(利用單獨(dú)通訊) 鑲嵌一數(shù)位氣壓測(cè)高儀，而較佳的是利用可移除的方式鑲嵌在該電子模組外殼61，并與該無線電數(shù)位頻道之一接合。接著比較來自該樁基或該錘子鑲嵌測(cè)高儀340與另一鑲嵌在該固定參考高度下方(或其他已知高度)，像是該先前樁基深度記號(hào)串的氣壓測(cè)高儀所傳輸?shù)馁Y料差異，決定該高度B。量測(cè)該測(cè)高儀340、342的輸出差異，并有效地從方程式中移除相同向或絕對(duì)氣壓，并提供在該打入期間的一純粹差異局部高度或相對(duì)氣壓讀取。較佳的利用一監(jiān)測(cè)裝置344收集原始資料，該監(jiān)測(cè)裝置344以一種類似于以上描述的方式，接收來自兩測(cè)高儀340、342的信號(hào)。該高度則由該測(cè)高儀所提供，或在該樁基工作站(SPW)320 中計(jì)算。較佳的是，在使用零輸出容忍錯(cuò)誤之前，先在相同高度處彼此校正該測(cè)高儀340、 342?？梢岳脽o線或有線連接及/或可以直接利用使用無線電/天線組件60的樁基工作站(SPW) 320，將該測(cè)高儀340、342與該監(jiān)測(cè)裝置344進(jìn)行通訊，該無線電/天線組件60則根據(jù)其位置用于該樁基鑲嵌測(cè)高儀340與來自該參考高度測(cè)高儀342的一分離有線或無線連接。只要能維持在該參考高度，該底部測(cè)高儀342可以位在離開在工作位置處樁基10的位置。雖然這些方法假設(shè)樁基沿著重力共軸方向打入，對(duì)于傾斜樁基的情況而言，也可以透過傾斜儀與三角學(xué)進(jìn)行改正與調(diào)整。對(duì)于一般具有高側(cè)向承載的樁基而言，其通常以最高為45°的角度打入(傾斜樁基)。在此情況中，使用傾斜宜決定補(bǔ)償角度，而貫穿深度則利用已知的三角幾何技術(shù)計(jì)算。雖然本發(fā)明較佳實(shí)施例已經(jīng)詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例?？梢赃M(jìn)行本發(fā)明其他修改與延伸，而所有這種修改則被視為位于由附加申請(qǐng)專利范圍的本發(fā)明觀點(diǎn)之中。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)樁基的方法，其特征在于，包括在一樁基外型中的繩股或加固物之間插入一感測(cè)器套件，以將感測(cè)器放置于一樁基的一核心區(qū)域中；將一無線電模塊連接至該樁基，該無線電模塊與該感測(cè)器套件通信； 澆鑄該樁基；打入該樁基并在打入期間從該感測(cè)器套件得到資料；在打入期間監(jiān)測(cè)得自該感測(cè)器套件的數(shù)據(jù)及在打入期間監(jiān)測(cè)并使用該數(shù)據(jù)的至少其中之一，以調(diào)整針對(duì)該樁基的打入?yún)?shù)；以及使用來自該數(shù)據(jù)的絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息以在該樁基的打入期間實(shí)時(shí)最大化打入效能，該資料是得自位在樁基核心內(nèi)的該感測(cè)器套件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括監(jiān)測(cè)該絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息，以確保打入力量不會(huì)超過在該樁基中產(chǎn)生一傷害張力應(yīng)力條件的一程度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 監(jiān)測(cè)該絕對(duì)內(nèi)部應(yīng)變信息，以在該打入期間改變預(yù)載；以及使用此信息以預(yù)測(cè)樁基失敗。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將該感測(cè)器套件插入該樁基的一頂端，且將一第二感測(cè)器套件插入該樁基的一頂部。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使用該數(shù)據(jù)及該樁基中該感測(cè)器間的一已知距離來偵測(cè)不規(guī)則波速；以及比較該不規(guī)則波速及針對(duì)失敗偵測(cè)的預(yù)定義狀況。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 將得自該感測(cè)器套件的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于一內(nèi)存中。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將所得的數(shù)據(jù)傳送至一樁基歷史數(shù)據(jù)庫中，以用于進(jìn)一步的生命循環(huán)以及長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過設(shè)置連接至該感測(cè)器套件的一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)來翻新該樁基； 通過邏輯鏈接一傳感器套件地址辨識(shí)來保留一已知樁基的特有地址信息；以及連接該節(jié)點(diǎn)至一外部網(wǎng)關(guān)，以用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括 切除該樁基的一頂部；以及從鄰近一樁基頂端的一電線貯存器拉出位于一中空管內(nèi)的過量電線或電纜，以將位于該樁基的一頂端的該傳感器套件連接至該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使用具有一 U型框架的一彈簧式支撐組件來固定該感測(cè)器套件的位置，該彈簧式支撐組件一般是垂直插入該樁基外型中，且該U型框架經(jīng)由一向外的彈簧力與至少兩個(gè)相對(duì)的繩股彈性嚙合。
11.一種長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)樁基的方法，其特征在于，該方法包括形成一澆鑄混凝土樁基，該澆鑄混凝土樁基具有位于該樁基的一核心區(qū)域中的一感測(cè)器套件；打入該樁基并在打入期間從該感測(cè)器套件得到資料； 通過設(shè)置連接至該感測(cè)器套件的一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)來翻新該樁基； 通過邏輯鏈接一傳感器套件地址辨識(shí)來保留一已知樁基的特有地址信息；以及連接該節(jié)點(diǎn)至一外部網(wǎng)關(guān)，以用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括 將樁基數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在位于該樁基中的一內(nèi)存中。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)于在打入后其頂部被切除的一樁基，從鄰近一頂端電線或電纜貯存器的一電線貯存器拉出位于一中空管內(nèi)的過量電線或電纜，以將一頂端傳感器套件連接至該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)ο
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括 在該樁基提供一全球位置測(cè)定系統(tǒng)；得到該樁基的一位置；以及得到該位置的土壤性質(zhì)。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括 在該樁基中提供一可重寫內(nèi)存；以及儲(chǔ)存及更新在該可重寫內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
16.一種懸吊組件，用于把至少一傳感器放置在一混凝土結(jié)構(gòu)中的繩股之間，其特征在于，該懸浮組件包含彼此連接的第一 U型框架和第二 U型框架；至少一繩股嚙合構(gòu)件，位于彼此面對(duì)偏離的該U型框架的每一個(gè)上且適于嚙合一混凝土結(jié)構(gòu)的相對(duì)加固繩股或橫杠；以及附接至該框架的一可滑動(dòng)置物架，用于支撐至少一測(cè)量?jī)x器。
17.如權(quán)利要求16所述的懸吊組件，其特征在于，該繩股嚙合構(gòu)件的至少其中之一是由一彈簧材料形成。
18.如權(quán)利要求16所述的懸吊組件，其特征在于，該第一及第二U型框架彼此彈性偏離；以及中央彈簧在該可滑動(dòng)置物架和該框架之間延伸，以將該可滑動(dòng)置物架放置在該U型框架的中央，該可滑動(dòng)置物架包含附加感測(cè)器的提供。
19.如權(quán)利要求16所述的懸吊組件，其特征在于，還包括具有至少兩個(gè)相對(duì)V型側(cè)壁的一第一開口，用于登記位于該可滑動(dòng)置物架中的一第一感應(yīng)外殼或是與其連接的一鑲嵌平板；以及針對(duì)一第二傳感器，定義于該可滑動(dòng)置物架或與其連接的該鑲嵌平板中的一第二開
20.如權(quán)利要求16所述的懸吊組件，其特征在于，還包括 連接至該滑動(dòng)置物架的一繩股量測(cè)儀器。
21.如權(quán)利要求16所述的懸吊組件，其特征在于，還包括 連接至該滑動(dòng)置物架的一加速儀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種追蹤與監(jiān)測(cè)例如基樁等混凝土結(jié)構(gòu)制造、設(shè)置及/或生命循環(huán)相關(guān)資料的系統(tǒng)，以及相關(guān)系統(tǒng)組件與追蹤、儲(chǔ)存及存取這種資料的方法。該系統(tǒng)使用一或多個(gè)可埋入天線組件以及感測(cè)器套件，其在混凝土澆鑄前被設(shè)置在該混凝土結(jié)構(gòu)外型之中。該天線從該結(jié)構(gòu)提供無線資料通訊。本發(fā)明還提供一種位于結(jié)構(gòu)中的記憶體，以儲(chǔ)存與該結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)構(gòu)資料。同樣也提供一種打入期間的樁基追蹤系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E02D33/00GK102277882SQ20111010758
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者理查·何克特, 科特·何克特 申請(qǐng)人:美商智慧結(jié)構(gòu)股份有限公司