利用超声波检测压实度的测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用超声波检测压实度的测量系统、方法，其中，测量系统包括：任意波形发生器，用于控制一收发一体式超声探头生成超声波；收发一体式超声探头，用于将超声波发射到待检测的路基上，并用于将路基反射的回波转换成回波电信号并输出；信号收发器，用于接收回波电信号；信号预处理装置，用于对回波电信号进行信号预处理；数据采集卡，用于自动采集经信号预处理后的回波电信号，并将所采集到的回波电信号发送给上位机；上位机用于根据所接收的回波电信号，计算得到回波信号模极大值特征比，并用于根据所计算的回波信号模极大值特征比计算出路基的压实度，本发明专利技术简化了压实度的测量过程。

Measurement system and method of compactness by ultrasonic

【技术实现步骤摘要】
利用超声波检测压实度的测量系统及测量方法
本专利技术涉及一种压实度测量系统，尤其涉及一种利用超声波检测路基压实度的测量系统及测量方法。
技术介绍
图7示出了现有技术中的测量路基压实度的方法的示意图，请参照图7，现有技术中的路基压实度测量方法需要测量待检测的护栏立柱6的内直径、外直径、壁厚、密度以及超声导波的纵波波速、横波波速、纵波衰减系数、横波衰减系数以计算出未埋地立柱部分的群速度频散曲线和衰减频散曲线，并需要计算出埋地立柱部分的各个立柱端面的回波幅值以及计算出立柱6未埋地部分和埋地部分的超声导波传播的衰减值，最后根据所计算的各个数据计算出路基7的压实度。现有技术中的路基压实度测量方法需要计算大量的参数，计算工作量大，计算过程过于复杂，而且对于立柱形状也有所要求，当立柱为非长方体、圆柱体等规则形状时，可能导致所测得的压实度并不准确，无法分析归纳出压实度测量的标定曲线。
技术实现思路
鉴于上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种利用超声波检测压实度的测量系统、测量方法，以解决上述技术问题。<br>本专利技术解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超声波检测压实度的测量系统，用于检测路基的压实度，其特征在于，包括：/n任意波形发生器，用于控制一收发一体式超声探头生成超声波；/n所述收发一体式超声探头，通信连接所述任意波形发生器，用于根据所述任意波形发生器的控制信号生成所述超声波并将所述超声波发射到待检测的所述路基上，并用于接收所述路基反射的回波然后将反射的所述回波转换成回波电信号并输出；/n信号收发器，通信连接所述收发一体式超声探头，用于接收所述回波电信号；/n信号预处理装置，通信连接所述信号收发器，用于对所述回波电信号进行信号预处理，并输出经信号预处理后的所述回波电信号；/n数据采集卡，通信连接所述信号预处理装置，用于自动...

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波检测压实度的测量系统，用于检测路基的压实度，其特征在于，包括：
任意波形发生器，用于控制一收发一体式超声探头生成超声波；
所述收发一体式超声探头，通信连接所述任意波形发生器，用于根据所述任意波形发生器的控制信号生成所述超声波并将所述超声波发射到待检测的所述路基上，并用于接收所述路基反射的回波然后将反射的所述回波转换成回波电信号并输出；
信号收发器，通信连接所述收发一体式超声探头，用于接收所述回波电信号；
信号预处理装置，通信连接所述信号收发器，用于对所述回波电信号进行信号预处理，并输出经信号预处理后的所述回波电信号；
数据采集卡，通信连接所述信号预处理装置，用于自动采集经信号预处理后的所述回波电信号，并将所采集到的所述回波电信号发送到上位机中进行数据分析、处理；
所述上位机通信连接所述数据采集卡，用于根据所接收的所述回波电信号，计算得到回波信号模极大值特征比，并用于根据所计算的所述回波信号模极大值特征比计算出所述路基的压实度。


2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述信号预处理装置中包括：
时间增益补偿电路，用于对所述回波电信号进行衰减信号补偿；
增益控制电路，连接所述时间增益补偿电路，用于控制所述时间增益补偿电路对所述回波电信号的衰减信号补偿；
放大及滤波电路，连接所述时间增益补偿电路，用于对所述回波电信号进行信号放大处理，并用于对所述回波电信号进行滤波降噪处理。


3.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述上位机中具体包括：
回波信号分解单元，用于将所述回波电信号分解为n段；
小波变换单元，连接所述回波信号分解单元，用于对每一段所述回波电信号进行高斯小波变换，得到尺度j下的小波系数Wf(j,bi)；
模极大值计算单元，连接所述小波变换单元，用于根据所述小波系数Wf(j,bi)，计算得到所述尺度j下的模极大值；
模极大值特征分析单元，连接所述模极大值计算单元，用于求得每一时间段内的所述模极大值的能量和作为对应的所述时间段内的模极大值特征Ei；
模极大值特征比计算单元，连接所述模极大值特征分析单元，用于根据对每一所述时间段计算的所述模极大值特征Ei，计算得到所述回波电信号的模极大值特征比η；
环刀法测压实度单元，连接一模极大值特征比与压实度关系拟合单元，用于通过环刀法计算得到所述路基的所述压实度；
所述模极大值特征比与压实度关系拟合单元，分别连接所述模极大值特征比计算单元与环刀法测压实度单元，用于根据对不同压实度下的所述路基所计算的各所述模极大值特征比η与对应的所述压实度，拟合出所述模极大值特征比η与所述压实度的关系式并输出；
压实度计算单元，分别连接所述模极大值特征比计算单元和所述模极大值特征比与压实度关系拟合单元，用于根据所计算的所述模极大值特征比和所拟合的所述关系式，输出所述路基的所述压实度。


4.一种利用超声波检测压实度的测量方法，用于检测路基的压实度，所述方法通过应用如权1-3任意一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海鸣，胡刚，郝奇，赵波，万奇龙，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43