霍尔电流传感器在水泥搅拌桩的应用

安科瑞 缪凯伦

【摘要】水泥搅拌桩是用于软地基处理的一种方法，它利用水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度。水泥浆的水化活性直接影响了水泥土强度，通过霍尔电流传感器监测对水泥浆进行磁化的电磁场强度，通过磁场调控装置对电磁场强度进行实时调整并保持稳定，从而达到提升水泥浆的活性，增加水泥土搅拌均匀度的目的。

【关键词】霍尔电流传感器；水泥搅拌；电磁场强度

引言

20世纪70年代，我国开始用水泥搅拌桩加固软土地基，至今已有40多年的历史。它是通过特制的搅拌机，将软土和水泥(固化剂)强制搅拌，并利用水泥和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体固结，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩，该工艺主要用于软土地基的处理。由于水泥搅拌桩操作方便、价格便宜在推广初期受到建设单位的青睐，但是在实施过程中出现了水泥土强度不高等问题，究其原因是水泥浆和土水化反应不充分导致水泥浆的水化不够，影响了软土地基的处理。

一、霍尔电流传感器在水泥搅拌桩中的应用

水泥搅拌桩组成包括滚筒、线圈、磁铁、注浆机、动力源、磁场调控装置和水泥搅拌桩机具。水泥搅拌桩通过电磁场对水泥浆进行磁化来提升水泥浆的水化，分两个阶段：一、在磁铁构成的磁场作用下使水颗粒横向移动，在规律移动过程中水在磁场作用下容易与水泥颗粒产生水化反应；二、此后在线圈构成的磁场作用下使水纵向移动，水在磁场作用下容易与部分未发生水化反应的水泥颗粒完成水化反应。

如图1所示，为水泥搅拌桩磁化水泥浆流程图。霍尔电流传感器应用在磁场调控装置中，霍尔电流传感器实时监测电磁场强度，并将其检测结果转换成相对应模拟量信号。单片机对该模拟量信号进行采样，并对该采样值与设定的电磁场强度输入值进行比较，若不相等则通过磁场调控装置调节电流大小来改变电磁场强度，直至采样值与设定的电磁场强度输入值相等，从而完成对电磁场强度进行实时调整并保持稳定，达到提升水泥浆，增加水泥土搅拌均匀度的目的。

图1 水泥搅拌桩磁化水泥浆流程图

二、霍尔电流传感器

1.概述      

霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被单片机AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，广泛应用于电流监控、电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。

2.技术参数

三、结束语

装有安科瑞霍尔电流传感器的水泥搅拌桩已经在某建筑工地正式投运，水泥搅拌桩通过霍尔电流传感器对电磁场强度进行实时监测并调整，从而保持电磁场强度稳定，达到提升水泥浆，增加水泥土搅拌均匀度的目的，为保障工程质量提供了有力的支持。