混凝土桩身声透法检测声时同相位波形带追踪的方法技术

一种混凝土桩身声透法检测声时同相位波形带追踪的方法，步骤如下：沿桩身深度方向等间隔布置测点，确定测试方式，采集接收波形样本和声参量数据，根据各测点的波形灰度图集合生成波列灰度图，在波列灰度图中判定首次半波波形带，在首次半波波形带范围内判定首次半波波形带标志点，进而判定首波的声时和幅度，根据声时值计算得出相应的声速深度曲线，根据声速深度曲线判断桩身质量。本发明专利技术解决了传统测量方法误差较大且在后期数据处理完成后才能得到检测结果的缺陷，以及接收波信号幅度变化为基本依据造成数据不易识别的问题，解决实时误判时所得数据必须逐个修正，以及直接判读波形图造成的误差较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土桩质量的检测方法，特别是一种应用超声透射法检测混凝土灌注桩桩身质量的方法。
技术介绍
超声透射法检测混凝土灌注桩桩身质量是一项应用极其广泛的技术，其基本原理是利用声参量的变化判断桩身混凝土的完整性，声参量主要为首波的声时和幅度。发射换能器发射一组振荡波形，经桩身混凝土传播后被接收换能器所接收，沿发射换能器与接收换能器之间的直线方向传播的波组称为直达波组，沿其他路径传播的波组为非直达波组，一般情况下非直达波组将滞后于直达波组到达，直达波组为一组振荡波形， 其第一个到达的完整波形称为首波，首波的前半个波形为首半波，后半个波形为首次半波， 首波声时即发射时刻至首波起始时刻之间的时间，首半波的最大幅度称为首波幅度。传统的测量首波声时和幅度的方法有以下几种(《混凝土无损检测技术》中国建材工业出版社):I、游标手工测读在接收波形显示屏幕上，人工移动游标判断首波并对准首波起始点， 显示出首波声时。缺点是费时低效，且人为因素产生的差异和误差较大，目前已很少使用。2、模拟式超声仪的自动判读在仪器中设置自动关门电平，当接收信号幅值达到仪器的关门电平时，自动关门计时，将关门时刻认定为首波到达时刻。这种方法较之手工判读快速、方便，但测定结果误差难于控制，误差来源一是“丢波”造成的声时滞后，即如果首波波幅达不到固定的关门电平时，首波到达但并未触动关门计时，而是由幅度加大的后续波实现关门，造成声时滞后性误判；二是“噪声误判”造成的声时提前，即如果首波到达前噪声或其他干扰信号幅度达到关门电平，可能引起误关门；三是关门时刻必然比接收波起点延迟A t时刻，造成声时误差。3、数字式超声仪的自动判读对采集到的数字波形信号进行软件判读，从发射时刻起波形幅度开始并在一段时间内逐步加大，表示接收波到达，波形幅度开始变大的采样点定为接收波起点，也可将模拟信号的固定关门电平变为由软件控制的可调整的首波幅度判据，幅度判据略大于噪声幅度，当波形信号幅度超过幅度判据时，判定为首波，并反推出波形起点。这种方法进一步提高了判读效率和精度，但由于噪声幅度的变化，必须随时调整首波幅度判据，否则仍然存在类似模拟仪器的声时判读误差。4、特征幅度比最大值法对于接收波形的每一个采样点，分别计算其前、后段特定时间范围内的幅度平均绝对值，该点的特征幅度比等于其后段幅度绝对平均值除以前段幅度绝对平均值，全波段内特征幅度比最大值所对应的时刻为首波到达时刻。(专利技术专利 200710052423. 8 :声波透射法首波的检测方法)该方法检测首波时对噪声的干扰能力较强， 提高了对首波判读的准确性。但噪声起伏或先于信号首波到达的其他干扰信号在其幅度突变时刻都可能成为特征幅度比曲线的峰值，从而造成首波的误判，另外该方法虽然在确定首波方面具有优势，但在测量首波起始点的精度上不如数字式超声仪幅度判据的自动判读方法。以上几种测量首波声时和幅度的方法的相似之处在于1、均以单个模拟波形或波形数字样本值为判读分析对象，每一测点的声参量判读与其他测点接收波无关；2、均以接收波信号幅度变化为基本依据，寻求单个波形信号幅度明显变化的起始时刻；3、从单个波形图中直接判定首波起始时刻。以上几种测量首波声时和幅度的方法的不足之处在于1、在整个桩身的全波列中，不可避免的存在采样或判读错误的测点，造成实时误判的问题，所得数据必须逐个查看并对误判数据加以修正，否则如果将错误判读数据代入后期数据处理中，必然造成分析结果的偏差；2、桩身超声检测结果需要在后期数据处理完成后才能得到，不能满足委托方及时了解桩身质量的需求，而且如果在后期处理过程中才发现采集样本有误或需要重新复测的情况，很可能已经不具备返回现场重新复测的条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种， 解决传统测量方法误差较大且在后期数据处理完成后才能得到检测结果的技术问题，解决以接收波信号幅度变化为基本依据造成数据不易识别的问题，还解决实时误判时所得数据必须逐个修正，以及直接判读波形图造成的误差较大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种，步骤如下步骤一沿混凝土桩身深度方向等间隔布置测点，用非金属超声检测仪顺序在各测点检测，所述非金属超声检测仪包括发射换能器和接收换能器，发射换能器和接收换能器分别放置在桩身内钢筋笼侧壁且与桩身纵轴线平行的一对声测管中，每一对发射换能器和接收换能器所处的声测管组成一个测试剖面；步骤二 在选定的测试剖面内调整发射换能器与接收换能器的相对位置，确定测试方式；步骤三采集非金属超声检测仪在各测点位置的接收波形样本和声参量数据声参量为首波的声时和幅度，对于同一测试剖面的所有测点，保持测试系统、测试参数、测试方式、 测线角度以及测点间距不变，采集接收波形样本，保证波形样本的首半波不超屏；步骤四根据沿桩身深度方向顺序的各测点的波形灰度图集合生成波列灰度图，所有测点波形灰度图的显示起点时刻一致且有效信号长度不少于10个完整波形；步骤五在波列灰度图中识别判定出首次半波波形带；步骤六在首次半波波形带范围内判定首次半波波形带标志点首次半波带的中点为首次半波波形带标志点，选定任意一条波形带的首次半波波形带标志点，以此点为起点分别向上或向下逐点追踪，在测点波形的时序轴上以上一条波形的首次半波波形带标志点对应时刻为中心，前后各相等的时间范围内的负相位的极值点为测点波形的首次半波波形带的标志点，以此类推，直至确定全波列的首次半波标志点，首次半波标志点的连线为标志4线.步骤七根据首次半波波形带标志点判定首波的声时和首波的幅度在波形图中由首次半波波形带标志点先反推出首次半波起点，再反推出首半波起点，首半波起点对应时刻为首波的声时，首次半波起点和首半波起点之间的正相位极值点为首半波峰值点，首半波峰值点判读线对应的幅度为首波的幅度；步骤八根据测点的声时值计算得出相应的声速深度曲线；步骤九根据声速深度曲线判断桩身质量。所述步骤一中测点间距为lOcmlOcm。所述步骤二中测试方式为平测或斜测。所述步骤三中测试参数中的采样周期为0. 4ms或0. 8ms。所述步骤五中在波列灰度图中识别判定出首次半波波形带的方法为首次半波波形带由波列灰度图中各测点波形灰度图的直达波组中的同相位的首次半波组成，直达波组为沿非金属超声检测系统的发射换能器和接收换能器的直线路径传播的波组，直达波组中的首次半波为直达波组的第一个波形的后半个波，首次半波波形带为波列灰度图直达波组沿混凝土桩身深度方向的第一条深色色谱带。本专利技术与传统方法的区别在于1、以全波列灰度图的波形带为判定对象，单个或少数波形无法形成可识别的波形带； 而传统方法是以单个波形为判读分析对象，每一点的判读与其他接收波无关；2、以波形相位为基本依据，所有波形的同相位的首次半波波形带在波列灰度图中形成易于识别和判断的深色色谱带；而传统方法是以接收波信号幅度变化为判读基本依据；3、同相位波形带声参量判读法的判读顺序是首先在全波列图中确定直达波组，然后确定首半波，最后判定声时和幅度；而传统方法是从单个波形图中直接判定首波起始时刻。与现有技术相比本专利技术具有以下特点和有益效果首先，本专利技术以全波列灰度图为判定对象，误差较小；其次，本专利技术以波形相位为基本依据，所有波形的同相位的首次半波波形带在波列灰度图中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：濮存亭，卫红，郭启亮，阚月鹏，邓龙，贺志云，李屹，阴洪恩，穆铁军，
申请(专利权)人：北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：