一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，该系统包括处理器、激振锤、滤波器和麦克风；滤波器包括去耦电容模块、滤波模块和正负电源转换模块；麦克风与滤波模块的输入端连接，滤波模块的输出端与处理器连接，处理器与激振锤连接，以实现对隧道衬砌质量的检测，提高检测准确性。提高检测准确性。提高检测准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统


[0001]本技术涉及道路工程质量检测
，具体涉及一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统。

技术介绍

[0002]在建筑工程中，混凝土的使用必不可少，特别是现有的建筑，大都结构梁、柱、墩、桩等都需要使用到。因此混凝土质量的优劣，直接影响到建筑物结构的耐久性和安全性，特别是对于隧道工程，混凝土质量的优劣制约着隧道工程经济和社会效益的发挥。当施工工艺不规范、工序不严格或是管理不当，会造成隧道衬砌厚度不足、衬砌于围岩接触不密实，出现空洞、衬砌变形裂损、漏水、甚至掉块等安全问题。其中衬砌的掉块和脱落对高速列车的安全危害极大，因此，对隧道衬砌缺陷检测是非常必要的。
[0003]目前对隧道衬砌表面缺陷检测方法是地质雷达法配合敲击法，即2019年2 月1日实施的《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2018中规定隧道衬砌检测应使用地质雷达法配合敲击法。这其中敲击法主要关注检测信号的频率特性(音调)，凭借人耳听对衬砌缺陷进行判断，具体为：敲击法检测过程检测人员在每小时1公里的检测架上，边移动边用激振锤对隧道衬砌进行敲击，敲击声音清脆，发出“铛、铛、铛”的声音说明衬砌混凝土比较密实，如果敲击声音沉闷出现“咚、咚、咚”的声音说明衬砌混凝土存在空洞。但是上述方法检测深度受限，一般不能超过10cm；另外，由于检测过程主要依赖检测人员的主观判断，当检测时间过长，检测人员出现疲劳，其听觉敏感度下降，导致对隧道衬砌质量检测误差增大，检测结果不准确。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是检测过程主要依赖检测人员的主观判断，检测结果不准确，提供一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，提高对隧道衬砌质量检测结果的准确性。
[0005]本技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，包括处理器、激振锤、滤波器和麦克风；所述滤波器包括去耦电容模块、滤波模块和正负电源转换模块；所述麦克风与所述滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的输出端与所述处理器连接，所述处理器与所述激振锤连接。
[0007]进一步地，所述滤波模块包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三滤波单元和第四滤波单元；
[0008]所述第一滤波单元、所述第二滤波单元、所述第三滤波单元和所述第四滤波单元依次连接，所述第一滤波单元连接所述滤波模块的输入端，所述第四滤波单元连接所述滤波模块的输出端。
[0009]进一步地，所述第一滤波单元包括第一运算放大器、第一电容、第二电容、第十三
电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第十六电阻、电源电压和负电压；
[0010]所述第一电容的一端连接所述滤波模块的输入端，所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的一端和所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第十六电阻的一端和所述第十三电容的一端连接，所述第十六电阻的另一端和所述第十三电容的另一端分别连接至所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端与还连接有电源电压和负电压。
[0011]进一步地，所述第二滤波单元包括第二运算放大器、第三电容、第四电容、第十四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第十七电阻；
[0012]所述第三电容的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三电容的另一端分别与所述第四电容的一端和所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端和所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的反向输入端分别与所述第十七电阻的一端和所述第十四电容的一端连接，所述第十七电阻的另一端和所述第十四电容的另一端分别连接至所述第二运算放大器的输出端。
[0013]进一步地，所述第三滤波单元包括第三运算放大器、第五电容、第六电容、第十五电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十八电阻、电源电压和负电压；
[0014]所述第五电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第五电容的另一端分别与所述第六电容的一端和所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第六电容的另一端分别与所述第三运算放大器的同相输入端和所述第九电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端接地，所述第三运算放大器的反向输入端分别与所述第十八电阻的一端和所述第十五电容的一端连接，所述第十八电阻的另一端和所述第十五电容的另一端分别连接至所述第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端与还连接有电源电压和负电压。
[0015]进一步地，所述第四滤波单元包括第四运算放大器、第七电容、第八电容、第十六电容、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十九电阻；
[0016]所述第七电容的一端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第七电容的另一端分别与所述第八电容的一端和所述第十一电阻的一端连接，所述第十一电阻的另一端与所述第十二电阻的一端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第四运算放大器的输出端连接，所述第八电容的另一端分别与所述第四运算放大器的同相输入端和所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第十四电阻的一端连接，所述第十四电阻的另一端与所述第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端接地，所述第四运算放大器的反向输入端分别与所述第十九电阻的一端和所述第十六电容的一端连接，所述第十九电阻的另一端和所述第十六电容的另一端分别连接至所述第四运算放大器的输出端，所述第四运算放大器的输出端与所述滤波模块的输出端连接。
[0017]进一步地，所述正负电源转换模块包括电源转换芯片、二极管、第十七储能电容和第十八储能电容；
[0018]所述电源转换芯片上的储能电容正极引脚与所述第十七储能电容的正极连接，所述电源转换芯片上的储能电容负极引脚与所述第十七储能电容的负极连接；所述电源转换芯片上的输出引脚与所述二极管的负极连接，所述二极管的正极分别与负电压和所述第十八储能电容的负极连接，所述第十八储能电容的正极接地；所述电源转换芯片的电源引脚连接所述电源电压，所述电源转换芯片的接地引脚接地。
[0019]进一步地，所述去耦电容模块包括第九电容、第十电容、第十一电容和第十二电容；所述第九电容和所述第十电容并联，所述第十电容的一端连接电源电压，另一端接地；所述第十一电容和第十二电容并联，所述第十二电容的一端连接负电压，另一端接地。
[0020]进一步地，所述隧道衬砌检测系统还包括耳机；所述耳机与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，其特征在于，包括处理器、激振锤、滤波器和麦克风；所述滤波器包括去耦电容模块、滤波模块和正负电源转换模块；所述麦克风与所述滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的输出端与所述处理器连接，所述处理器与所述激振锤连接。2.根据权利要求1所述的一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，其特征在于，所述滤波模块包括第一滤波单元、第二滤波单元、第三滤波单元和第四滤波单元；所述第一滤波单元、所述第二滤波单元、所述第三滤波单元和所述第四滤波单元依次连接，所述第一滤波单元连接所述滤波模块的输入端，所述第四滤波单元连接所述滤波模块的输出端。3.根据权利要求2所述的一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，其特征在于，所述第一滤波单元包括第一运算放大器、第一电容、第二电容、第十三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第十六电阻、电源电压和负电压；所述第一电容的一端连接所述滤波模块的输入端，所述第一电容的另一端分别与所述第二电容的一端和所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第一运算放大器的同相输入端和所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述第十六电阻的一端和所述第十三电容的一端连接，所述第十六电阻的另一端和所述第十三电容的另一端分别连接至所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输出端与还连接有电源电压和负电压。4.根据权利要求3所述的一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，其特征在于，所述第二滤波单元包括第二运算放大器、第三电容、第四电容、第十四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第十七电阻；所述第三电容的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第三电容的另一端分别与所述第四电容的一端和所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第四电容的另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端和所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的反向输入端分别与所述第十七电阻的一端和所述第十四电容的一端连接，所述第十七电阻的另一端和所述第十四电容的另一端分别连接至所述第二运算放大器的输出端。5.根据权利要求4所述的一种基于声频分析的隧道衬砌检测系统，其特征在于，所述第三滤波单元包括第三运算放大器、第五电容、第六电容、第十五电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十八电阻、电源电压和负电压；所述第五电容的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第五电容的另一端分别与所述第六电容的一端和所述第七电阻的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳晔，许自明，吴宁远，高宇，范东旭，张家兰，
申请(专利权)人：四川升拓检测技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：