一种渠道混凝土衬砌无损检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种渠道混凝土衬砌无损检测系统，包括计算机，其特征是：所述计算机连接专用探地雷达子系统，所述计算机包括雷达数据处理子系统和超声波数据处理子系统，所述雷达数据处理子系统包括文件管理模块、剖面数据处理模块、衬砌病害模拟分析模块、层位追踪和病害识别模块、衬砌物性分析模块，所述超声波数据处理子系统包括超声波波速计算模块和混凝度强度判定模块。本系统提高了渠道混凝土衬砌探施工质量检测数据处理效率和准确性，为渠道混凝土衬砌探施工质量检测提供科学、准确、先进、有效的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及渠道混凝土衬砌无损检测领域，具体地讲，涉及一种渠道混凝土衬砌无损检测系统。
技术介绍
南水北调工程全部完成预计总投资为5000亿元人民币，"十五"期间干线建设投资为400—450亿元人民币。南水北调工程建设规划东线全长近1800km、中线工程干渠全长1420km，是迄今为止世界上最长的调水工程，其中衬砌渠道超过 1500km。已经开工的南水北调东线济平干渠和胶东供水干渠总长超过700km，拟建或在建的新疆北水南调等其它大型调水工程需衬砌的渠道也有上千公里。渠道衬砌铺设质量是决定渠道工程成败的关键。实际资料显示，受衬砌结构型式、施工工艺及施工质量的共同影响，浇筑形成的混凝土衬砌层会存在不同类型缺陷，这些缺陷存在将影响衬砌层稳定性、防渗护坡效果及大提安全。衬砌施工过程的质量控制检测和工程验收的质量检测成为非常重要的工作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种渠道混凝土衬砌无损检测系统，提高了渠道衬砌质量检测水平。本专利技术采用如下技术手段实现专利技术目的一种渠道混凝土衬砌无损检测系统，包括计算机，其特征是所述计算机连接专用探地雷达子系统，所述计算机包括雷达数据处理子系统和超声波数据处理子系统，所述雷达数据处理子系统包括文件管理模块、剖面数据处理模块、衬砌病害模拟分析模块、层位追踪和病害识别模块、衬砌物性分析模块，所述超声波数据处理子系统包括超声波波速计算模块和混凝度强度判定模块。作为对本技术方案的进一步限定，雷达主机和与其连接的雷达天线模块，所述雷达主机包括控制电路和与其连接的启动脉冲电路，所述控制电路还连接延时电路和低频放大电路，所述低频放大电路连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接控制计算机，所述雷达天线包模块括连接延时电路和低频放大电路的取样积分电路和发射脉冲形成电路，所述取样积分电路连接高频放大电路，所述高频放大电路上连接有接收天线，所述发射脉冲形成电路连接发射天线。作为对本技术方案的进一步限定，所述启动脉冲电路还连接随机扰动电路。作为对本技术方案的进一步限定，所述剖面数据模块包括道编辑单元、极性翻转单元、剖面翻转单元、横向滤波单元、频谱分析与滤波单元、浮点增益单元、预测反褶积单元、速度分析单元、偏移处理单元、动平衡单元。作为对本技术方案的进一步限定，所述层位追踪和病害识别模块包括自动层位追踪单元、半自动层位追踪单元、病害自动识别单元、异常区手工判定单元。作为对本技术方案的进一步限定，所述物性分析模块包括单道分析方式和固定间 隔方式。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是文件管理模块完成了剖面文件的 连接及长剖面文件的分割，便于层位的连续追踪和病害的突出显示；同时完成了解释成果 文件及衬砌质量评价文件的打开和保存，为评价数据报表提供基础数据。剖面数据处理模 块主要实现了对剖面数据的去噪、频谱分析与滤波、基于数据道的编辑(包含了反道、置费 道、取相邻两道的平均值、初至拉平、形切、上切、下切等道处理功能)、剖面倒转、极性反转、 浮点增益、预测反裙积、速度分析、偏移等。剖面处理包含常规探地雷达数据处理的全部功 能，并包含了独具特色的用于去多次波的预测反裙积及移植于弹性波处理的技术，如速度 分析、偏移等，这些模块的开发大大丰富了探地雷达数据处理的能力。层位追踪和病害识别 模块是针对渠道混凝土衬砌质量探测开发的专用模块，该模块通过根据衬砌施工的不同结 构情况采用波形特征法直接自动或者半自动进行直达波和混凝土底界的连续追踪；通过滑 动窗口平均法进行局部异常体的自动识别，该模块极大地提高了衬砌结构层位追踪和病害 识别的效率和准确度。衬砌物性分析模块利用已知衬砌结构的速度进行时深转换，自动计 算衬砌结构层的深度和厚度，为日常管理提供准确可靠的成果。病害模拟分析模块病害模 拟分析针对混凝土衬砌进行正演模拟，便于技术人员提高对病害的认识、识别和成果的解 释水平。本系统提高了渠道混凝土衬砌探施工质量检测数据处理效率和准确性，为渠道混 凝土衬砌探施工质量检测提供供科学、准确、先进、有效的技术支持。所述超声波数据处理 子系统用于完成超声波波速计算和混凝度强度判定。附图说明图1为本专利技术优选实施例的结构方框图。图2为本专利技术优选实施例的流程图。图3为本专利技术Kane S. Yee差分格式示意图。图4为本专利技术探地雷达系统结构图。图5为本专利技术不同延展深度混凝裂缝模型及1. 5G天线探测正演雷达图像。图6为本专利技术隐伏混凝土裂缝模型及1. 5G天线探测正演雷达图像。图7为本专利技术不同宽度裂缝1. 5G天线探测正演雷达图像。图8为本专利技术保温板垫层衬砌混凝土介电模型和1. 5G正演雷达图像。图9为本专利技术砂烁垫层衬砌混凝土介电模型和1. 5G正演雷达图像。图10为本专利技术保温板拉开情况1. 5G天线正演雷达图像。图11为本专利技术保温板缺失情况1. 5G天线正演雷达图像。图12为本专利技术保温板缺失位置被混凝土充填的介电模型和正演雷达图像。图13为本专利技术混凝土不密实情况下1. 5G天线探测正演雷达图像。图14为本专利技术相同碎石垫层介电模型下900M和1. 5G天线探测正演雷达图像。图15为本专利技术优选实施例的混凝土和保温板垫层探测剖面及波形图。图16为本专利技术优选实施例衬砌裂缝在探测剖面上的反映图。图17为本专利技术优选实施例自动识别的衬砌病害在探测剖面上的反映图。具体实施例方式下面结合附图和优选实施例对本专利技术作更进一步的详细描述。参见图1 一图17，包括计算机，所述计算机连接专用探地雷达子系统，所述计算机包括雷达数据处理子系统和超声波数据处理子系统，所述雷达数据处理子系统包括文件管理模块、剖面数据处理模块、衬砌病害模拟分析模块、层位追踪和病害识别模块、衬砌物性分析模块，所述超声波数据处理子系统用于完成超声波波速计算和混凝度强度判定。雷达主机和与其连接的雷达天线模块，所述雷达主机包括控制电路和与其连接的启动脉冲电路，所述控制电路还连接延时电路和低频放大电路，所述低频放大电路连接A/ D转换电路，所述A/D转换电路连接所述计算机，所述雷达天线模块包括连接延时电路和低频放大电路的取样积分电路和发射脉冲形成电路，所述取样积分电路连接高频放大电路， 所述高频放大电路上连接有接收天线，所述发射脉冲形成电路连接发射天线。所述启动脉冲电路还连接随机扰动电路。(一)雷达主机发射信号调制技术从发射信号特征来看，探地雷达主要有连续波雷达，调频连续波雷达和冲击波雷达。早期的探地雷达主要采用连续波。这种雷达使用单一频率，频带窄，避免了宽带天线的技术问题，但也由于频率单一，使得回波包含的信息量有限。调频连续波雷达的发射信号是具有一定频率上限和下限的线性扫频信号。雷达接收的回波信号和发射信号混频，输出一个差频信号，经过FFT处理后输出差频信号的频谱。差频的大小正比于目标回波的延时，由此即可决定目标深度。冲击波雷达发射的信号是脉冲宽度为纳秒级的无载波信号，其频谱分量从直流一直扩展到上千兆，因此雷达回波包含丰富的目标信息，有利于目标的识别。同时，要有效的发射和接收这样的宽带信号，在天线和电路设计方面存在一定困难。其解决办法是选用不同宽度的脉冲信号及相配套天线来实现不同分辨率和探测深度，以满足不同探测要求。由于冲击型雷达结构相对简单，相关技术较为成熟，近20年在国内外取本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种渠道混凝土衬砌无损检测系统，包括计算机，其特征是：所述计算机连接专用探地雷达子系统，所述计算机包括雷达数据处理子系统和超声波数据处理子系统，所述雷达数据处理子系统包括文件管理模块、剖面数据处理模块、衬砌病害模拟分析模块、层位追踪和病害识别模块、衬砌物性分析模块，所述超声波数据处理子系统包括超声波波速计算模块和混凝度强度判定模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，瞿秋凤，孙阳，苏学梅，李典基，郭秀军，王淼，化晓锋，刘世学，满月光，常明浩，牟善忠，吴同强，程国安，张林，王旭波，
申请(专利权)人：李典基，
类型：发明
国别省市：88