一種橋墩衝刷探測系統的製作方法
2023-05-29 04:09:31
本實用新型涉及地震物探技術中的直流電法探測領域，具體是一種橋墩衝刷探測系統。
背景技術：
橋梁是交通路線的咽喉。橋梁的健康狀況對保證交通暢通、提高社會經濟運行效率、方便人們生活具有非常重要的作用，所以保證橋梁健康極其重要。根據經驗積累，影響橋墩健康的因素很多：一是水沙因素，包含行進流速、水深、泥沙粒徑、泥沙顆粒級配、床沙黏性等；二是橋墩因素，包括橋墩形狀、橋墩迎水面寬度、橋墩長度、橋墩與水流方向夾角等。經過長期研究，水流衝刷是引起橋梁樁基失穩的主要因素，這是由於處於河流中的橋墩，由於流水衝刷淘蝕，基底出現不同程度的淘空，基底截面重心位置偏移，引起上部結構傳遞下來的軸力有了偏心，彎矩增大。
近年來發生了許多洪水衝刷導致的橋梁毀壞的事件，這對人民的生命和財產安全造成了巨大損失。長期以來，橋梁基礎衝刷深度預測主要基於日常檢查的主觀經驗判斷，準確性不高。儘管針對個別特大型橋梁進行衝刷模型實驗，但模型相似比難以確定，且實驗人力物力花費較高。大多規範所採用的衝刷深度計算公式可快速對橋梁基礎衝刷病害進行預判，但是計算假設條件苛刻，參數單一，難以準確模擬衝刷三維整體形態，甚至不同計算公式得出的結果差異性很大。基於此，設計一種橋墩衝刷探測系統，並利用高密度直流電法對橋墩衝刷檢測成為十分必要的選擇。
技術實現要素：
本實用新型提供一種橋墩衝刷探測系統，所要解決的技術問題是為橋墩病害預報預測提供保障。
為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為：一種橋墩衝刷探測系統，包括探杆，其技術要點是：該系統還包括有微處理平臺，而微處理平臺依次由電極切換組、濾波組、放大組、模數轉換組和微控單元組成，探杆輸出端通過線纜連接電極切換組的信號輸入端，電極切換組的控制端連接微控單元的控制端，電極切換組的輸出端連接濾波組的輸入端，濾波組的控制端連接微控單元的控制端，濾波組的輸出端連接放大組的輸入端，放大組的控制端連接微控單元的控制端，放大組的輸出端連接模數轉換組的輸入端，模數轉換組的控制端連接微控單元的控制端。
所述探杆中電極環數目與電極切換組中的信號連接埠數目相同而且對應連接，每個信號連接埠連接兩個電子開關，每個電子開關的控制端與微控單元控制io1中的一個控制腳I連接，微控單元控制io1通過這個控制腳I控制相連電子開關的接通和斷開，使電極環在供電極和測量極之間切換。
本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：使用高密度直流電法檢測橋墩衝刷程度，克服了傳統人工實驗法施工不便、成本高、效果差的特點，同時也克服了大多規範所採用的衝刷深度計算法存在的假設條件苛刻，參數單一，難以準確模擬衝刷三維整體形態，甚至不同計算公式得出的結果差異性很大的缺陷。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明；
圖1為本實用新型結構示意圖；
圖2為本實用新型電極切換結構示意圖；
圖中：1為探杆，2為電極切換組，3為濾波組，4為放大組，5為模數轉換組，6為微控制單元，7為微處理平臺，8為電極環，9為信號連接埠，10為電子開關。
具體實施方式
如圖1所示，一種橋墩衝刷探測系統，包括探杆1，該系統還包括有微處理平臺7，而微處理平臺7依次由電極切換組2、濾波組3、放大組4、模數轉換組5和微控單元6組成，所述探杆1輸出端tg通過線纜與電極切換組2信號輸入端dj1連接，電極切換組2控制端dj2與微控單元6控制端io1連接，電極切換組2輸出端dj3與濾波組3輸入端lb1連接，濾波組3控制端lb2與微控單元6控制端io2連接，濾波組3輸出端lb3與放大組4輸入端zy1連接，放大組4控制端zy2與微控單元6控制端io4連接，放大組4輸出端zy3與模數轉換組5輸入端ad1連接，模數轉換組5控制端ad2與微控單元6控制端io3連接。如圖2所示，所述探杆1電極環8數目與電極切換組2信號連接埠9數目相同而且對應連接，每個信號連接埠9連接兩個電子開關10，每個電子開關10與微控單元6控制端io1中的一個控制腳I連接，微控單元6控制端io1通過這個控制腳I控制相連電子開關的接通和斷開，使電極環在供電極和測量極之間切換。
具體實施例如下：探杆2有64個電極環8，64個信號連接埠9，電子開關10有128個，微控單元6控制io1中有128個控制腳I分別控制128個電子開關10，當I=1時，電極環所連接的兩個電子開關10其中一個閉合，另一個斷開，電極環8為供電極，當I=0時，電極環8所連接的兩個電子開關10通斷與I=1時相反，電極環8為測量極。進一步地，當電極環8為供電極時，連接+24V電源，當電極環8為測量極時，電極切換組2輸出信號到濾波組3，濾波組3由微控單元6設置為低截頻率15Hz六階低通濾波器，濾除市電50Hz及其它天電幹擾信號，濾除後的信號輸入到放大組4的輸入端，放大組4有四擋增益，受微控單元6的控制，當io4=00時，增益為一倍，當io4=01時，增益為兩倍，當io4=10時，增益為四倍，當io4=11時，增益為八倍，具體選擇哪一種增益，視放大組4輸入信號大小而定。放大後的信號輸入到模數轉換組5的輸入端，模數轉換組5受微控單元6的控制，採樣間隔設置為20uS，主要把輸入的模擬信號轉換為數位訊號存放在微處理平臺7存儲器中。
本實施例中，探測橋墩衝刷狀況的具體步驟為：把探杆1插入橋墩旁邊的覆蓋層並固定在橋墩上，把信號線纜連接到微處理平臺7輸入端，打開電源，通過微處理平臺7設置，給64個電極環8任何兩個加電，其餘電極環8測量信號，微處理平臺7把採集的測量數位訊號進行存儲、處理和分析，得出結果進行顯示。
本實用新型解決了傳統人工實驗法施工不便、成本高、效果差的特點，同時也解決了大多規範所採用的衝刷深度計算法存在的假設條件苛刻，參數單一，難以準確模擬衝刷三維整體形態，甚至不同計算公式得出的結果差異性很大的缺陷。採用高密度直流電法檢測橋墩衝刷程度，使用方便、探測準確、成本低、三維成像，探測效率大大提高，具有實質性特點和進步；上面結合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型並不限於上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。