多跨孔超声波检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术是关于一种多跨孔超声波检测系统及其检测方法，其中系统包括多个探头、深度计、高压脉冲发生器、信号调理模数转换器、超声波逻辑控制模块和主机；深度计上设有多个导线槽，探头的电缆线置于导线槽中；每个探头中均包括超声波发射换能器和超声波接收换能器；超声波逻辑控制模块通过主机接收配置信息，并根据获取的深度计的计数信息控制高压脉冲发生器发送高压脉冲给相应探头的超声波发射换能器；信号调理模数转换器对相应超声波接收换能器的信号进行放大、滤波和模数转换，超声波逻辑控制模块获取信号调理模数转换器的输出信号并在主机上显示。本发明专利技术中的探头采用全对称的发射和接收方式，外部连接的探头可以随意混用，用户使用更方便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是关于一种，其中系统包括多个探头、深度计、高压脉冲发生器、信号调理模数转换器、超声波逻辑控制模块和主机；深度计上设有多个导线槽，探头的电缆线置于导线槽中；每个探头中均包括超声波发射换能器和超声波接收换能器；超声波逻辑控制模块通过主机接收配置信息，并根据获取的深度计的计数信息控制高压脉冲发生器发送高压脉冲给相应探头的超声波发射换能器；信号调理模数转换器对相应超声波接收换能器的信号进行放大、滤波和模数转换，超声波逻辑控制模块获取信号调理模数转换器的输出信号并在主机上显示。本专利技术中的探头采用全对称的发射和接收方式，外部连接的探头可以随意混用，用户使用更方便。【专利说明】
本专利技术涉及基桩的超声波检测，特别是涉及。
技术介绍
目前已有的多通道(多跨孔)超声波检测系统一台仪器只能用于某一种基桩的检测，如三通道的超声波检测仪只能用于检测三孔的基桩，两孔和四孔均不能检测，故某一个检测单位必须买三种仪器才能应付各种基桩的超声波检测，浪费资源与资金。目前已有的多通道(多跨孔)超声波检测系统，以四通道为例，即有四个探头。如图1所示，探头I’发射时，探头2’、3’、4’接收；探头2’发射时，探头3’、4’接收；探头3’发射时，探头4’接收。因此，探头I’只用于发射，探头4’只用于接收，故四个探头中至少有一个是不同的，即只具有接收或发射的功能。且如果其中一个探头损坏，相关的波形将不正常。在野外检测过程中，若只能用于发射或者接收的探头损坏，则检测工作不能继续进行，将给检测人员带来极大的不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中超声波检测系统中探头不能相互替换的缺陷，提供一种可以实现探头全对称发射和接收的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种多跨孔超声波检测系统，包括多个探头、深度计、高压脉冲发生器、信号调理模数转换器、超声波逻辑控制模块和主机；深度计上设有多个导线槽，探头的电缆线置于导线槽中；每个探头中均包括超声波发射换能器和超声波接收换能器，超声波发射换能器与所述高压脉冲发生器连接，超声波接收换能器与信号调理模数转换器连接；信号调理模数转换器、主机均与超声波逻辑控制模块连接；超声波逻辑控制模块通过主机接收配置信息，并根据获取的深度计的计数信息控制高压脉冲发生器发送高压脉冲给相应探头的超声波发射换能器；信号调理模数转换器对相应超声波接收换能器的信号进行放大、滤波和模数转换，超声波逻辑控制模块获取信号调理模数转换器的输出信号并在主机上显示。本专利技术所述的检测系统中，所述主机为工控机。本专利技术所述的检测系统中，所述信号调理模数转换器包括依次连接的放大器、滤波器和模数转换器。本专利技术所述的检测系统中，所述探头中还包括前置放大器，连接在所述超声波接收换能器和信号调理模数转换器之间。本专利技术所述的检测系统中，超声波逻辑控制模块通过FPGA实现。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是:提供一种多跨孔超声波检测方法，包括以下步骤:51、将探头置于基桩的测管中，所述探头包括超声波发射换能器和超声波接收换能器；52、通过主机设置在不同采样剖面，高压脉冲发生器激发探头的顺序；53、通过主机设置基桩采样剖面的间距；54、根据主机的设置，以及深度计的计数信息控制高压脉冲发生器发送高压脉冲给相应探头的超声波发射换能器；55、信号调理模数转换器对相应超声波接收换能器的信号进行放大、滤波和模数转换；56、超声波逻辑控制模块获取信号调理模数转换器的输出信号并在主机上显示。本专利技术所述的方法中，步骤S3中，若设置基桩采样剖面的间距为零时，则进行基桩预测试，高压脉冲发生器轮流激发每一个探头的超声波发射换能器，当其中一个探头的超声波发射换能器被激发时，其余探头的超声波接收换能器则同时接收信号，以根据预测试结果设置高压脉冲发生器和信号调理模数转换器的工作参数，以及选择探头之间的发射顺序。实施本专利技术的有益效果:本专利技术中的探头采用全对称的发射方式，外部连接的探头可以随意混用，若某一探头的发射或接收被损坏，可以采用相对的另一组数据来判定基桩的完整性，用户使用更方便；同时此功能还可以检测某一探头的好坏——完全损坏或发射部分损坏或接收部分损坏，节约资源。进一步地，本专利技术的多跨孔超声波检测系统采用模块化设计，更便于调试与维修，可以很方便的对仪器进行检测通道上的升级，不必再去购买一台仪器，节约成本。另外，本专利技术对深度计的控制上不仅兼容已有的技术，即不停地采集信号，但只保留特定位置的信号，其他丢弃的方法，更开发了更优的方法，即到达预设位置再控制信号的采集，用户可以根据需要选择不同的方法。相对来说，后一方法更省电，对于野外操作更有利。【专利附图】【附图说明】图1为现有超声波检测系统中四个探头的发射接收方式示意图；图2为本专利技术实施例多跨孔超声波检测系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例四个探头之间全对称的发射接收方式示意图；图3a-3d为本专利技术实施例四个探头具体的全对称的发射接收方式示意图；图4为本专利技术较佳实施例的采用FPGA板实现的多跨孔超声波检测系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例信号调理模数转换器的结构示意图；图6为本专利技术实施例通过FPGA控制智能超声波发射机输出高压信号来驱动超声波发射换能器工作的结构示意图；图7为本专利技术实施例通过编码器获取深度计的计数信号的原理图；图8为本专利技术实施例探头的结构示意图。【具体实施方式】为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下:本专利技术较佳实施例多跨孔超声波检测系统，以四个探头为例，如图2所示，包括多个探头1、2、3、4，以及深度计60 (即提升装置)、高压脉冲发生器40、信号调理模数转换器50、超声波逻辑控制模块30和主机20 ；深度计60上设有多个导线槽，探头1、2、3、4的电缆线置于导线槽中；每个导线槽中有一根电缆线，导线槽分布在一个圆形的滚轮上，探头在基桩的测管中上下移动时，深度计60的滚轮随之旋转，根据滚轮的转动角度以及滚轮的半径即可测出探头在基桩测管中的运动距离，从而计算出探头目前在基桩测管中的深度。每个探头中均包括超声波发射换能器和超声波接收换能器，超声波发射换能器与所述高压脉冲发生器40连接，在本专利技术的一个较佳实施例中，如图8所示，探头中还包括前置放大器，连接在超声波接收换能器和信号调理模数转换器50之间。超声波接收换能器40接收的信号经过前置放大器前置放大后，再通过信号调理模数转换器50进行处理。如图3所示，每一通道均是接收与发射一体的，以4通道为例，即使用四个探头进行检测。本专利技术采用全对称的发射和接收方式，如图3a_3d所示，探头I发射时，探头2、3、4同时接收信号；探头2发射，探头1、3、4接收；探头3发射，探头1、2、4接收；探头4发射，探头1、2、3接收。若有m个换能器，最终将接收到组数据 4 通道下，会采集到 12 组数据，即 1-2、1-3、1-4、2-1、2-3、2-4、3-1、3-2、3-4、4-1、4-2、4-3，其中，类似1-2与2-1在理论上是相同的。本专利技术的实施例中，探头中的换能器可为收发一体的装置。因此每一个探头都可以实现自发自收，这样就能很方便的检测探头自身的好坏，如完全损坏或发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多跨孔超声波检测系统，其特征在于，包括多个探头、深度计、高压脉冲发生器、信号调理模数转换器、超声波逻辑控制模块和主机；深度计上设有多个导线槽，探头的电缆线置于导线槽中；每个探头中均包括超声波发射换能器和超声波接收换能器，超声波发射换能器与所述高压脉冲发生器连接，超声波接收换能器与信号调理模数转换器连接；信号调理模数转换器、主机均与超声波逻辑控制模块连接；超声波逻辑控制模块通过主机接收配置信息，并根据获取的深度计的计数信息控制高压脉冲发生器发送高压脉冲给相应探头的超声波发射换能器；信号调理模数转换器对相应超声波接收换能器的信号进行放大、滤波和模数转换，超声波逻辑控制模块获取信号调理模数转换器的输出信号并在主机上显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：敖情波，雷子昀，邓娟，
申请(专利权)人：武汉乾岩工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：