一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪及方法技术

本发明专利技术公开了一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，包括主机，所述的主机连接有深度控制器和换能器，其中：主机：用于发射电信号至发射换能器，用于接收接收换能器的电信号；用于接收深度控制器传输的深度信号；深度控制器：用于记录换能器深度，并将深度信息传输至主机。本发明专利技术能够获取基桩断面的缺陷位置及缺陷高度，从而及时了解缺陷信息，本发明专利技术测试时间短、测试数据的计算过程简单。

【技术实现步骤摘要】
一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪及方法
本专利技术涉及基桩成像
，具体来说，涉及一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪及方法。
技术介绍
在大型桥梁基桩的超声波检测中,为了准确确定异常部位的尺寸,将CT成像技术引入到超声波检测中,实际工程应用结果表明,这种技术具有分辨率高、缺陷定位准确、检测结果直观、图象清晰等特点。跨孔扇面测试法是对被测介质(例如基桩检测)进行各个部位的声波传播时间的测试方法，如图1所示。图中T1、T2、T3……T10是发射换能器的各个发射点，R1、R2、R3……R10是接收换能器的接收点，测试过程是：T1发射，R1、R2、R3……R10依次接收；T2发射，R1、R2、R3……R10依次接收……，到T10发射，R1、R2、R3……R10依次接收，成为图1所示的声波层析成像发射、接收观测系统。但是该方法的测试数据量过大，测试时间过长，并且每次只测一行数据，测试数据只是对于声速进行分析，并且只是在声速(波速)垂直方向的二维图，并不能得到缺陷大小及深度的信息。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪及方法，能够克服现有技术的上述不足。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，包括主机，所述的主机连接有深度控制器和换能器，其中：主机：用于发射电信号至发射换能器，用于接收换能器的电信号；用于接收深度控制器传输的深度信号；深度控制器：用于记录换能器深度，并将深度信息传输至主机。进一步的，所述的换能器包括发射换能器和接收换能器。本专利技术还提供一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将A、B和C三个换能器放入声测管底部，将每个换能器的线均经过深度控制装置连接到主机；S2：由深度控制装置控制同步提升三个换能器，分别记录换能器处于起始位置及提升一定间隔后所在平面的数据；S3：根据数据得到轴向缺陷所在位置及平面缺陷所在位置；S4：对数据进行管斜修正，计算整个桩身计算出的异常区域、缺陷大小及位置坐标。进一步的，步骤S3具体包括：S3.1：根据规范绘制平测斜测图，平测图和斜测图的重叠位置即为轴向缺陷所在位置；S3.2：绘制声速声幅立体图，在声速图中声速阴影的宽度等于异常点的高度，在声幅图中声幅阴影的宽度等于异常点的高度单边减去0.15米；S3.3：根据声波声幅对不同区域的缺陷有不同反应的特点确定平面缺陷的位置。进一步的，步骤S4具体包括：S4.1：对数据按规范进行管斜修正；S4.2：对管斜修正后的数据进行归一化处理；S4.3：根据归一化处理后的数据绘制出整个基桩的声速声幅立体分布图，对图形进行有限元网格处理；S4.4：找出异常点，将异常点连接起来，计算出异常区域的大小。优选的，步骤S4.2具体包括：S4.2.1：对声速值进行归一化处理，具体包括：S4.2.11：计算出AB、AC和BC三个竖直面声速值的平均值式中：VAB表示A换能器与B换能器连线所在的竖直面AB面的声速值，VBC表示B换能器与C换能器连线所在的竖直面BC的声速值，VAC表示A换能器与C换能器连线所在的竖直面AC的声速值；S4.2.12：对三个竖直面分别进行比例修正，以AB面为例，其比例修正如下：先计算出比例修正系数αAB：然后对AB竖直面上任一深度的值VABi进行修正，得到修正后的深度VABi'，修正公式为：VABi'＝αABVABi；S4.2.1：对声幅值进行归一化处理。本专利技术的有益效果：本专利技术能够获取基桩断面的缺陷位置及缺陷高度，从而及时了解缺陷信息，本专利技术测试时间短、测试数据的计算过程简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪的连接框图；图2是根据本专利技术实施例所述的轴向缺陷所在位置的确定图；图3是平面缺陷的确定图；图4a、4b、4c和4d是整体平面缺陷的确定图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，根据本专利技术实施例所述的一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，包括主机，所述的主机连接有深度控制器和换能器，其中：主机：用于发射电信号至发射换能器，用于接收换能器的电信号；用于接收深度控制器传输的深度信号；深度控制器：用于记录换能器深度，并将深度信息传输至主机。进一步的，所述的换能器包括发射换能器和接收换能器。本专利技术还提供一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将A、B和C三个换能器放入声测管底部，将每个换能器的线均经过深度控制装置连接到主机；S2：由深度控制装置控制同步提升三个换能器，分别记录换能器处于起始位置及提升一定间隔后所在平面的数据；S3：根据数据得到轴向缺陷所在位置及平面缺陷所在位置；S4：对数据进行管斜修正，计算整个桩身计算出的异常区域、缺陷大小及位置坐标。进一步的，步骤S3具体包括：S3.1：根据规范绘制平测斜测图，平测图和斜测图的重叠位置即为轴向缺陷所在位置，如图2所示；S3.2：绘制声速声幅立体图，在声速图中声速阴影的宽度等于异常点的高度，在声幅图中声幅阴影的宽度等于异常点的高度单边减去0.15米；S3.3：根据声波声幅对不同区域的缺陷有不同反应的特点确定平面缺陷的位置。进一步的，步骤S4具体包括：S4.1：对数据按规范进行管斜修正；S4.2：对管斜修正后的数据进行归一化处理；S4.3：根据归一化处理后的数据绘制出整个基桩的声速声幅立体分布图，对图形进行有限元网格处理；S4.4：找出异常点，将异常点连接起来，计算出异常区域的大小。优选的，步骤S4.2具体包括：S4.2.1：对声速值进行归一化处理，具体包括：S4.2.11：计算出AB、AC和BC三个竖直面声速值的平均值式中：VAB表示A换能器与B换能器连线所在的竖直面AB面的声速值，VBC表示B换能器与C换能器连线所在的竖直面BC的声速值，VAC表示A换能器与C换能器连线所在的竖直面AC的声速值；S4.2.12：对三个竖直面分别进行比例修正，以AB面为例，其比例修正如下：先计算出比例修正系数αAB：然后对AB竖直面上任一深度的值VABi进行修正，得到修正后的深度VABi'，修正公式为：VABi'＝αABVABi；S4.2.1：对声幅值进行归一化处理。为了方便理解本专利技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本专利技术的上述技术方案进行详细说明。根据本专利技术所述的一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪及基桩检测方法，在测试时，将换能器放置在声测管的底部后，记录数据后，将换能器提升一定的距离后再次记录数据，一般建议记录深度间隔为0.05-0.1米；根据记录的数据按照标准(《公路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，其特征在于，包括主机，所述的主机连接有深度控制器和换能器，其中：主机：用于发射电信号至发射换能器，用于接收接收换能器的电信号；用于接收深度控制器传输的深度信号；深度控制器：用于记录换能器深度，并将深度信息传输至主机。

【技术特征摘要】
1.一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，其特征在于，包括主机，所述的主机连接有深度控制器和换能器，其中：主机：用于发射电信号至发射换能器，用于接收接收换能器的电信号；用于接收深度控制器传输的深度信号；深度控制器：用于记录换能器深度，并将深度信息传输至主机。2.根据权利要求1所述的一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩成像仪，其特征在于，所述的换能器包括发射换能器和接收换能器。3.一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将A、B和C三个换能器放入声测管底部，将每个换能器的线均经过深度控制装置连接到主机；S2：由深度控制装置控制同步提升三个换能器，分别记录换能器处于起始位置及提升一定间隔后所在平面的数据；S3：根据数据得到轴向缺陷所在位置及平面缺陷所在位置；S4：对数据进行管斜修正，计算整个桩身计算出的异常区域、缺陷大小及位置坐标。4.根据权利要求3所述的一种利用声速和能量定义缺陷位置的基桩检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括：S3.1：根据规范绘制平测斜测图，平测图和斜测图的重叠位置即为轴向缺陷所在位置；S3.2：绘制声速声幅立体图，在声速图中声速阴影的宽度等于异常点的高度，在声幅图中声幅阴影的宽度等于异常点的高度单边...

【专利技术属性】
技术研发人员：路宗瑞，杨大伟，倪敏，杨继荣，王博，常永超，郝天宇，王坤，杨泽曦，郭丽萍，
申请(专利权)人：中拓科仪北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11