一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀的制作方法

本發(fā)明涉及一種超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀，特別是一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的基于超音波孔內(nèi)反射原理的側(cè)壁檢測(cè)儀器主要采用的是固定式超聲探頭，其缺點(diǎn)是：只能檢測(cè)2個(gè)或4個(gè)方向的側(cè)壁線（樁孔或連續(xù)墻），然后僅僅根據(jù)這幾條側(cè)壁線上的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算和分析孔的參數(shù)。顯然這樣只是對(duì)側(cè)壁形狀的一個(gè)簡(jiǎn)單采樣，并不能完整反映側(cè)壁完整信息。例如：側(cè)壁上的裂縫和孔洞等就無(wú)法檢測(cè)到，而這些缺陷是可能嚴(yán)重危害到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量的，所以采用固定探頭的側(cè)壁檢測(cè)方法不夠科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)，也不能直觀看到孔壁上的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀。在現(xiàn)有的超音波孔內(nèi)反射儀器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用了旋轉(zhuǎn)探頭以檢測(cè)到360°的完整側(cè)壁信息，從而獲得更科學(xué)和精確的側(cè)壁參數(shù)，而且可以將側(cè)壁形狀進(jìn)行三維可視化展示。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀，包括絞車，絞車安裝有變頻主控裝置、電機(jī)、排纜機(jī)構(gòu)，排纜機(jī)構(gòu)設(shè)有電纜，電纜一端連接測(cè)控計(jì)算機(jī)，另一端連接探頭。所述探頭包括探頭殼體、超聲傳感器，所述探頭殼體與超聲傳感器活動(dòng)連接，探頭殼體內(nèi)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)軸連接超聲傳感器。

所述探頭殼體與超聲傳感器之間設(shè)有密封件；所述排纜機(jī)構(gòu)包括滾筒，電纜在滾筒上規(guī)則排布，排纜機(jī)構(gòu)用于控制探頭始終位于絞車的中間軸線位置。

進(jìn)一步講，滾筒上設(shè)有計(jì)數(shù)器。

本發(fā)明一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀，采用了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)探測(cè)，可以獲取側(cè)壁360°方向的詳細(xì)信息，計(jì)算得到的側(cè)壁參數(shù)更科學(xué)真實(shí)。而且可以側(cè)壁形狀和材質(zhì)進(jìn)行三維展示，可以直觀地觀測(cè)到側(cè)壁缺陷位置和大小。

動(dòng)態(tài)平衡囊用于保證探頭內(nèi)外壓力平衡，探頭無(wú)論位于探測(cè)范圍內(nèi)多深的位置，內(nèi)外壓力始終平衡，泥漿就不會(huì)在超聲傳感器旋轉(zhuǎn)的時(shí)候進(jìn)入探頭內(nèi)部。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置的探頭剖面視圖一。

圖3為本發(fā)明裝置的探頭剖面視圖二。

具體實(shí)施方式

如圖1~圖3所示，一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀，包括絞車2，絞車2安裝有變頻主控裝置2.1、電機(jī)2.2、排纜機(jī)構(gòu)2.3，排纜機(jī)構(gòu)2.3設(shè)有電纜3，電纜3一端連接測(cè)控計(jì)算機(jī)（1），另一端連接探頭4。所述探頭4包括探頭殼體4.1、超聲傳感器4.2，所述探頭殼體4.1與超聲傳感器4.2活動(dòng)連接，探頭殼體4.1內(nèi)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)4.4，步進(jìn)電機(jī)4.4通過(guò)軸4.5連接超聲傳感器4.2。所述探頭殼體4.1與超聲傳感器4.2之間設(shè)有密封件4.3。所述探頭殼體4.1內(nèi)設(shè)有動(dòng)態(tài)平衡囊4.6，用于保證探頭4內(nèi)外壓力始終平衡。所述電纜3另一端分別連接步進(jìn)電機(jī)4.4的控制電路、超聲傳感器4.2。所述探頭殼體4.1內(nèi)設(shè)有軸承4.7，軸4.5通過(guò)軸承4.7安裝在探頭殼體4.1內(nèi)。所述排纜機(jī)構(gòu)2.3包括滾筒，電纜3在滾筒上規(guī)則排布，排纜機(jī)構(gòu)2.3用于控制探頭4始終位于絞車2的中間軸線位置。

所述動(dòng)態(tài)平衡囊4.6采用柔性高分子材料，內(nèi)部充油且與探頭4內(nèi)部連通，當(dāng)外部受壓時(shí)動(dòng)態(tài)平衡囊4.6被壓縮變形，保持探頭4內(nèi)外壓力始終一致，從而防止泥漿進(jìn)入從旋轉(zhuǎn)部位進(jìn)入探頭4，實(shí)現(xiàn)密封功能同時(shí)保證探頭4內(nèi)外壓力始終平衡。

測(cè)控計(jì)算機(jī)1用于控制絞車2上的電纜3以給定速度升降；控制探頭4上的超聲傳感器4.2以設(shè)定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)探測(cè)，測(cè)控計(jì)算機(jī)1在收到探測(cè)信息之后保存并可視化展示出來(lái)，待檢測(cè)完畢可計(jì)算側(cè)壁參數(shù)和打印檢測(cè)結(jié)果。

絞車2主要用于接收測(cè)控計(jì)算機(jī)1指令后由變頻主控裝置2.1實(shí)現(xiàn)電纜3以給定速度升降。電機(jī)2.2用于提供動(dòng)力，控制排纜機(jī)構(gòu)2.3的滾筒以設(shè)定速度旋轉(zhuǎn)以下放和提升探頭4。變頻主控裝置2.1用于控制電機(jī)2.2的轉(zhuǎn)速。排纜機(jī)構(gòu)2.3主要實(shí)現(xiàn)電纜滾筒在上升時(shí)會(huì)自動(dòng)將電纜3緊密規(guī)則排好，不會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則纏繞。在下放時(shí)順序可保證探頭4始終位于絞車2的中間固定位置，從而保證探頭4在檢測(cè)過(guò)程中始終保持在待測(cè)控的中心位置。

探頭4主要作用是檢測(cè)側(cè)壁信息并把信號(hào)發(fā)送到測(cè)控計(jì)算機(jī)1進(jìn)行后續(xù)處理。步進(jìn)電機(jī)4.4是用于提供超聲傳感器4.2的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力部件，其速度控制指令來(lái)自測(cè)控計(jì)算機(jī)1，經(jīng)過(guò)絞車2中轉(zhuǎn)至電纜3發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)4.4的控制電路上，控制電路根據(jù)指令調(diào)整步進(jìn)電機(jī)4.4的旋轉(zhuǎn)速度。

優(yōu)選的，滾筒上設(shè)有計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器對(duì)滾筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以對(duì)電纜3的伸縮長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而方便進(jìn)行探測(cè)距離的測(cè)定。

工作原理：

本發(fā)明側(cè)壁儀是利用超聲波成像技術(shù)，以垂直于側(cè)壁方向發(fā)射超聲脈沖并接收回波信號(hào)。在時(shí)間t。時(shí)，發(fā)射一個(gè)超聲脈沖，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)泥漿傳播到側(cè)壁后，聲波反射回來(lái)，回波的強(qiáng)弱與地層密度成正比，回波被接收換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大，信息提取后經(jīng)電纜傳送到測(cè)控計(jì)算機(jī)1，轉(zhuǎn)變成能為測(cè)控計(jì)算機(jī)1所能接受的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理，可計(jì)算出側(cè)壁的各種參數(shù)，便于施工、檢測(cè)或監(jiān)理單位作為作業(yè)或管理的參考。所以只要能精確采集t。和a。（a指的是超聲波回波幅度，表示信號(hào)強(qiáng)弱，可換算出探測(cè)側(cè)壁的材質(zhì)硬度）兩參數(shù)，即可計(jì)算出成孔的直徑d。本發(fā)明采用的旋轉(zhuǎn)探測(cè)方式，即讓探頭360°旋轉(zhuǎn)，發(fā)送和接收回波信息，從而獲得側(cè)壁的全景信息進(jìn)行后處理。

實(shí)施步驟：

1）、設(shè)置測(cè)量目標(biāo)的具體參數(shù)，包括孔的位置、大小、孔深、泥漿濃度等。

2）、儀器自檢，通過(guò)一系列自檢確保儀器正常。

3）、探頭4下放至探測(cè)孔中試測(cè)一圈，通過(guò)圖像顯示其位置是否在孔中心，若不是則需要調(diào)整絞車2位置再試測(cè)，直到探頭基本位于孔的中心。

4）、下放探頭4至指定位置。

5）、以設(shè)定速度提升探頭4測(cè)量，數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸至測(cè)控計(jì)算機(jī)1進(jìn)行處理。

6）、測(cè)量完畢，自動(dòng)打印報(bào)表。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種全景超聲波側(cè)壁檢測(cè)儀，包括絞車，絞車安裝有變頻主控裝置、電機(jī)、排纜機(jī)構(gòu)，排纜機(jī)構(gòu)設(shè)有電纜，電纜一端連接測(cè)控計(jì)算機(jī)，另一端連接探頭。所述探頭包括探頭殼體、超聲傳感器，所述探頭殼體與超聲傳感器活動(dòng)連接，探頭殼體內(nèi)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)軸連接超聲傳感器。本發(fā)明采用了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)探測(cè)，可以獲取側(cè)壁360°方向的詳細(xì)信息，計(jì)算得到的側(cè)壁參數(shù)更科學(xué)真實(shí)。而且可以側(cè)壁形狀和材質(zhì)進(jìn)行三維展示，可以直觀地觀測(cè)到側(cè)壁缺陷位置和大小。

技術(shù)研發(fā)人員：劉勇;金聲濤;陳慈發(fā);丁曉波;龔國(guó)強(qiáng);黃志勇;王剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué);宜昌三大軟件工程公司
技術(shù)研發(fā)日：2013.06.20
技術(shù)公布日：2017.08.29