一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制装置，包括声波仪I、1个高度位置编码器FMA、M个选通声波传感器组S（i），3≤M≤10。其中声波仪I包括计算机系统C、控制单元P、M个接收通道Tr（i），每个选通声波传感器组S（i）包括1个发射接收双工传感器Sd(i)、N个接收传感器Sr（ij）、一个传感器选通模块SC（i）、一个放大模块G（i）、一个声波发射机F（i）组成，1≤N≤9。本发明专利技术还公开了一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法。本发明专利技术大幅减少了检测设备的接收通道数量，大幅降低了检测设备的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法与装置
本专利技术属于岩土工程检测领域中的应用声波透射法层析成像检测基桩完整性的
，具体涉及一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制装置，同时还涉及一种基于选通声波传感器组的基桩检测方法。
技术介绍
声波透射法检测基桩完整性应用声波透射法检测灌注基桩的完整性，要在灌注混凝土前，在基桩的钢筋笼上预先放置M(2≤M)根相互平行的声测管，声测管管长与桩的长度(钢筋笼的长度)一致，桩体混凝土灌注完成后声测管均被埋入基桩桩体，第i(1≤i≤M)根声测管与第k(i≠k，1≤k≤M)根声测管之间构成一个从桩底到桩顶的检测剖面i≡k。M根声测管两两之间组合构成多个剖面，《建筑基桩检测技术规范JGJ106—2003》规定必须对这多个剖面进行些检测。采用传统的同步提升的平行声测线法进行声波透射法检测灌注基桩的完整性最大的缺点是只能大致判定缺陷在发射与接收测点之间，很难具体确定缺陷的位置和范围。因此技术上需要采用层析成像(CT)技术，对基桩的可疑部位进行详细的检测，近年来一些行业和发达地区已经将层析成像(CT)技术列为应采用的技术手段。例如，2014年10月开始实施的国家建筑行业标准《建筑基桩检测技术规程JGJ106—2014》第10.4.3条规定“在桩身质量可疑的声测线附近，应采用增加声测线或采用扇形扫测、交叉斜测、层析成像(CT)影像技术等方式，进行复测和加密测试”，《建筑基桩检测技术规程(上海市工程建设规程DGJ08-218-2003)》第9.3.5条规定“对桩身质量可疑的测点，必要时宜用超声波穿透层析成像(CT)技术(附录D)进行复检以进一步确定桩身缺陷的位置和范围”。基桩检测工作属野外现场工作，往往环境较差，条件恶劣，检测工作中迫切需要满足国家行业技术要求、耗电量低、体积小、故障率低、现场适应能力强的声波透射法层析成像(CT)检测装置。现有检测设备与技术专利申请号为200710053613.1的专利技术专利《一种声波检测控制方法及装置》涉及的声波检测控制方法与装置(武汉中岩科技有限公司RSM-SY7声波仪)和专利申请号为02147760.4的专利技术专利《多跨孔全组合循测式声波仪》涉及的一种多跨孔全组合循测式声波检测装置可以大幅度的提高平行声波透射法检测时的检测效率，检测过程中，检测人员将M个发射接收两用传感器放置到基桩的M个声测管的底部后，同步将这M个发射接收两用传感器提升到基桩顶部即可完成基桩内M个声测管构成的所有剖面的检测工作，检测效率极高。但是这种检测只能完成平行声波透射法检测，检测过程中每个剖面的所有声测线不交叉，不能满足层析成像(CT)检测技术的要求。专利申请号为CN200910063273.X的专利技术专利《一种层析成像基桩声波透射法现场检测控制方法及装置》涉及一种对单一剖面进行层析成像(CT)的技术，每次仅针对一个剖面，在构成一个剖面的两根声测管中分别放置一个用于发射声波的发射传感器和一组由N(2≤N)个接收传感器组成的接收传感器组，将发射传感器和接收传感器组分别放置到对应的声测管底部后，同步提升至声测管顶部，一个提升过程可完成这个剖面的检测工作。其传感器装置为一个用于发射声波的发射传感器和一组由N(2≤N)个接收传感器组成的选通声波接收传感器组，发射传感器放置在一个声测管内，选通声波接收传感器组放置在另一个声测管内。其技术特点为：选通声波接收传感器S由一个选通部件C、一个可设置放大部件G、N个检测部件S(1)、……、S(N)、一根多芯屏蔽电缆线组成，多芯屏蔽电缆线包含一组控制线L21、一组信号线L22。N个检测部件就是N个接收传感器，每次接收声波信号只有一个部件处在与信号线连接的状态。由于，发射传感器与接收传感器分别在不同的声测管中，该技术仅适用于一次提升过程检测一个剖面，且在桩底和桩顶，其检测控制方法发射与接收不是同步提升，操作较为繁琐，导致检测效率下降。专利申请号为CN201110212064.4的专利技术专利《一种声波透射法基桩完整性检测装置及其采用的检测方法》涉及一种进行多剖面检测的组合传感器装置。该专利技术特点在于每个传感器都为既可发射也可接收的传感器，并且N个传感器组中的传感器之间的间距可调。该专利技术不涉及检测系统中声波仪装置及其控制方法。专利申请号为CN201410002896.7的专利技术专利《一种基桩多剖面层析成像检测控制方法及装置》涉及一种进行多剖面层析成像检测技术，该技术的技术特征为：对于M个声测管的情况，总计需要M个传感器组，每个传感器组由N(2≤N)个接收传感器和1个收发双工传感器构成，每个传感器对应一个接收通道，总计有M×(N+1)个接收通道，最大限度的减少了发射传感器的发射次数，使得检测过程中的提升速度得以大幅提高。但是该专利技术为提高提升传感器速度使用M×(N+1)个接收通道和M个声波发射机的技术特点很不经济，且通道数量的大幅增加导致仪器噪声增加、通道间串扰增加、耗电量增加、体积增大、故障率增加、生产制作难度增加，降低检测装置的野外现场适用性。本质上专利申请号为CN201110212064.4的专利技术专利与专利申请号为CN201410002896.7的专利技术专利中的放置在一根声测管中的传感器组都是多个常用传感器的简单组合，存在的问题都是电缆线芯数过多，导致电缆线的外径增加、重量增加，现场实际检测中电缆线往往达到百米以上，电缆线的重量影响便携性，若控制电缆线外径不增加，则芯线的线径受到限制，导致芯线的衰减增加，同时芯线数量过多，也导致通道间的干扰增加，这些都导致检测性能下降。并且每个传感器组与声波仪的连接信号线数量是固定的，当需要增加选通声波传感器组内的接收传感器数量时会面临不兼容问题。声波透射法层析成像CT检测控制方法对M根声测管两两之间组合构成多个剖面进行声波透射法层析成像CT检测时，检测基本步骤是类似的：①.将M传感器组分别放入M根声测管的管底待测深度位置；②.设置相应的检测参数，诸如：基桩参数、桩长、声测管编号、剖面跨距、测点高度间距、高度位置精度控制量、同步提升速度上限、滤波参数、放大参数，AD参数等等；③.在当前测点深度位置完成检测任务；④.同步提升M个声波感器组，达下个待测深度位置，返回步骤③，直至完成检测。声波透射法层析成像CT现场检测的任务，无论什么技术方案其实施目的都是获取每个发射点对应的构成检测扇形的多根声测线，不同的技术方案主要体现在步骤③的具体实施，体现在每个发射点对应的构成检测扇形的多根声测线是如何获得的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制装置，结构简单，使用方便，兼容性强，噪声水平低，适用于在一个提升检测过程内完成基桩桩体内M个声测管构成的所有剖面的层析成像CT检测工作。本专利技术的目的是提供一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法，适用于在一个提升检测过程内完成基桩桩体内M个声测管构成的所有剖面的层析成像CT检测工作。本专利技术采用以下技术方案实现上述专利技术目的：一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法：对于埋设有M个声测管的基桩，声测管的个数M范围为3～10，M个选通声波传感器组S(i)分别放置在M个声测管底，S(i)∈﹛S(1)～S(M)﹜，每个选通声波传感器组S(i)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法，其步骤是：对于埋设有M个声测管的基桩，声测管的个数M范围为3～10，M个选通声波传感器组S（i）分别放置在M个声测管底，S（i）∈﹛S（1）～S（M）﹜，每个选通声波传感器组S（i）中有1个发射接收双工传感器Sd(i)发射声波、N个接收传感器Sr(ij)，Sd（i）∈﹛Sd（1）～Sd（M）﹜，N的范围为1～9，j∈﹛1～N﹜，将M个选通声波传感器组同步提升到每一个测点高度位置时，声波仪I均按如下M个步骤控制声波发射与接收，完成检测任务： 步骤1、选通声波传感器组S(1)中的发射接收双工传感器Sd(1)发射声波、其他M‑1个选通声波传感器组S(2)～S(M)接收声波，具体为：步骤1.0、选通发射接收双工传感器Sd(1)与声波发射机F（1）连接；发射接收双工传感器Sd(1)发射声波，M‑1个发射接收双工传感器Sd(2)～Sd(M)接收声波信号；步骤1.j、步骤1.j为步骤1.1～步骤1.N中的一个步骤，发射接收双工传感器Sd(1)发射声波，M‑1个接收传感器Sr(2j)～Sr(Mj)接收声波信号；Sr(Mj)为选通声波传感器组S(M)中的第j个接收传感器；步骤1.N+1、发射接收双工传感器Sd(1)与发射声波机F（1）断开，发射接收双工传感器Sd(1)进入与地线连接的短路状态；步骤i、步骤i为步骤2～步骤M‑1中的一个步骤，选通声波传感器组S(i)中的发射接收双工传感器Sd(i)发射声波、其他M‑1个选通声波传感器组S(1)～S（i‑1）、S(i+1)～S（M）接收声波，具体为：步骤i.0、选通发射接收双工传感器Sd(i)与声波发射机F（i）连接；发射接收双工传感器Sd(i)发射声波，M‑i个发射接收双工传感器Sd(i+1)～Sd（M）接收声波信号；步骤i.j、步骤i.j为步骤i.1～步骤i.N中的一个步骤，发射接收双工传感器Sd(i)发射声波，M‑1个接收传感器Sr(1j)～Sr(（i‑1）j)、Sr(（i+1）j)～Sr(Mj)接收声波信号；步骤i.N+1、发射接收双工传感器Sd (i)与发射声波机F（i）断开，发射接收双工传感器Sd (i)进入与地线连接的短路状态；步骤M、选通声波传感器组S(M)中的发射接收双工传感器Sd(M)发射声波、控制其他M‑1个选通声波传感器组S(1)～S(M‑1)接收声波，具体为：步骤M.0、发射接收双工传感器Sd(M)与声波发射机F（M）连接；步骤M.j、步骤M.j为步骤M.1～步骤M.N中的一个步骤，发射接收双工传感器Sd(M)发射声波，M‑1个接收传感器Sr(1j) ～Sr((M‑1)j)接收声波信号；步骤M.N+1、发射接收双工传感器Sd(M)与发射声波机F（M）断开，发射接收双工传感器Sd(M)进入与地线连接的短路状态。...

【技术特征摘要】
1.一种基于选通声波传感器组的基桩检测控制方法，其步骤是：对于埋设有M个声测管的基桩，声测管的个数M范围为3～10，M个选通声波传感器组(S(i))分别放置在M个声测管底，S(i)∈﹛S(1)～S(M)﹜，每个选通声波传感器组(S(i))中有1个发射接收双工传感器(Sd(i))发射声波、N个接收传感器(Sr(ij))，Sd(i)∈﹛Sd(1)～Sd(M)﹜，N的范围为1～9，j∈﹛1～N﹜，将M个选通声波传感器组同步提升到每一个测点高度位置时，声波仪(I)均按如下M个步骤控制声波发射与接收，完成检测任务：步骤1、第一个选通声波传感器组(S(1))中的发射接收双工传感器(Sd(1))发射声波、其他M-1个选通声波传感器组(S(2)～S(M))接收声波，具体为：步骤1.0、选通第一个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(1))与第一个选通声波传感器组中的声波发射机(F(1))连接；第一个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(1))发射声波，其他选通声波传感器组中的M-1个发射接收双工传感器(Sd(2)～Sd(M))接收声波信号；步骤1.j、步骤1.j为步骤1.1～步骤1.N中的一个步骤，第一个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(1))发射声波，其他各个选通声波传感器组中的第j个个接收传感器(Sr(2j)～Sr(Mj))接收声波信号；Sr(Mj)为第M个选通声波传感器组(S(M))中的第j个接收传感器；步骤1.N+1、第一个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(1))与第一个选通声波传感器组中的发射声波机(F(1))断开，第一个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(1))进入与地线连接的短路状态；步骤i、步骤i为步骤2～步骤M-1中的一个步骤，第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))发射声波、其他M-1个选通声波传感器组(S(1)～S(i-1)、S(i+1)～S(M))接收声波，具体为：步骤i.0、选通第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))与第i个选通声波传感器组中的声波发射机(F(i))连接；第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))发射声波，其他的M-i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i+1)～Sd(M))接收声波信号；步骤i.j、步骤i.j为步骤i.1～步骤i.N中的一个步骤，第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))发射声波，其他M-1个选通声波传感器组中的第j个接收传感器(Sr(1j)～Sr((i-1)j)、Sr((i+1)j)～Sr(Mj))接收声波信号；步骤i.N+1、第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))与第i个选通声波传感器组中的发射声波机(F(i))断开，第i个选通声波传感器组(S(i))中的发射接收双工传感器(Sd(i))进入与地线连接的短路状态；步骤M、第M个选通声波传感器组(S(M))中的发射接收双工传感器(Sd(M))发射声波、控制其他M-1个选通声波传感器组(S(1)～S(M-1))接收声波，具体为：步骤M.0、第M个选通声波传感器组(S(M))中的发射接收双工传感器(Sd(M))与第M个选通声波传感器组中的声波发射机(F(M))连接；步骤M.j、步骤M.j为步骤M.1～步骤M.N中的一个步骤，第M个选通声波传感器组(S(M))中的发射接收双工传感器(Sd(M))发射声波，其他M-1个选通声波传感器组中的第j个接收传感器(Sr(1j)～Sr((M-1)j))接收声波信号；步骤M.N+1、第M个选通声波传感器组中的发射接收双工传感器(Sd(M))与第M个选通声波传感器组中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，杨永波，邹宇，杨志刚，柳竹清，查刚，
申请(专利权)人：武汉中岩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42