一種全景超聲波側壁檢測儀的製作方法

2023-07-24 02:52:21 3

本發明涉及一種超聲波側壁檢測儀，特別是一種全景超聲波側壁檢測儀。

背景技術：

現有的基於超音波孔內反射原理的側壁檢測儀器主要採用的是固定式超聲探頭，其缺點是：只能檢測2個或4個方向的側壁線（樁孔或連續牆），然後僅僅根據這幾條側壁線上的數據來計算和分析孔的參數。顯然這樣只是對側壁形狀的一個簡單採樣，並不能完整反映側壁完整信息。例如：側壁上的裂縫和孔洞等就無法檢測到，而這些缺陷是可能嚴重危害到樁基礎的質量的，所以採用固定探頭的側壁檢測方法不夠科學和嚴謹，也不能直觀看到孔壁上的缺陷。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種全景超聲波側壁檢測儀。在現有的超音波孔內反射儀器的基礎上加以改進，採用了旋轉探頭以檢測到360°的完整側壁信息，從而獲得更科學和精確的側壁參數，而且可以將側壁形狀進行三維可視化展示。

本發明採取的技術方案為：一種全景超聲波側壁檢測儀，包括絞車，絞車安裝有變頻主控裝置、電機、排纜機構，排纜機構設有電纜，電纜一端連接測控計算機，另一端連接探頭。所述探頭包括探頭殼體、超聲傳感器，所述探頭殼體與超聲傳感器活動連接，探頭殼體內設有步進電機，步進電機通過軸連接超聲傳感器。

所述探頭殼體與超聲傳感器之間設有密封件；所述排纜機構包括滾筒，電纜在滾筒上規則排布，排纜機構用於控制探頭始終位於絞車的中間軸線位置。

進一步講，滾筒上設有計數器。

本發明一種全景超聲波側壁檢測儀，採用了步進電機旋轉探測，可以獲取側壁360°方向的詳細信息，計算得到的側壁參數更科學真實。而且可以側壁形狀和材質進行三維展示，可以直觀地觀測到側壁缺陷位置和大小。

動態平衡囊用於保證探頭內外壓力平衡，探頭無論位於探測範圍內多深的位置，內外壓力始終平衡，泥漿就不會在超聲傳感器旋轉的時候進入探頭內部。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

圖1為本發明裝置結構示意圖。

圖2為本發明裝置的探頭剖面視圖一。

圖3為本發明裝置的探頭剖面視圖二。

具體實施方式

如圖1~圖3所示，一種全景超聲波側壁檢測儀，包括絞車2，絞車2安裝有變頻主控裝置2.1、電機2.2、排纜機構2.3，排纜機構2.3設有電纜3，電纜3一端連接測控計算機（1），另一端連接探頭4。所述探頭4包括探頭殼體4.1、超聲傳感器4.2，所述探頭殼體4.1與超聲傳感器4.2活動連接，探頭殼體4.1內設有步進電機4.4，步進電機4.4通過軸4.5連接超聲傳感器4.2。所述探頭殼體4.1與超聲傳感器4.2之間設有密封件4.3。所述探頭殼體4.1內設有動態平衡囊4.6，用於保證探頭4內外壓力始終平衡。所述電纜3另一端分別連接步進電機4.4的控制電路、超聲傳感器4.2。所述探頭殼體4.1內設有軸承4.7，軸4.5通過軸承4.7安裝在探頭殼體4.1內。所述排纜機構2.3包括滾筒，電纜3在滾筒上規則排布，排纜機構2.3用於控制探頭4始終位於絞車2的中間軸線位置。

所述動態平衡囊4.6採用柔性高分子材料，內部充油且與探頭4內部連通，當外部受壓時動態平衡囊4.6被壓縮變形，保持探頭4內外壓力始終一致，從而防止泥漿進入從旋轉部位進入探頭4，實現密封功能同時保證探頭4內外壓力始終平衡。

測控計算機1用於控制絞車2上的電纜3以給定速度升降；控制探頭4上的超聲傳感器4.2以設定的速度進行旋轉探測，測控計算機1在收到探測信息之後保存並可視化展示出來，待檢測完畢可計算側壁參數和列印檢測結果。

絞車2主要用於接收測控計算機1指令後由變頻主控裝置2.1實現電纜3以給定速度升降。電機2.2用於提供動力，控制排纜機構2.3的滾筒以設定速度旋轉以下放和提升探頭4。變頻主控裝置2.1用於控制電機2.2的轉速。排纜機構2.3主要實現電纜滾筒在上升時會自動將電纜3緊密規則排好，不會出現不規則纏繞。在下放時順序可保證探頭4始終位於絞車2的中間固定位置，從而保證探頭4在檢測過程中始終保持在待測控的中心位置。

探頭4主要作用是檢測側壁信息並把信號發送到測控計算機1進行後續處理。步進電機4.4是用於提供超聲傳感器4.2的旋轉動力部件，其速度控制指令來自測控計算機1，經過絞車2中轉至電纜3發送到步進電機4.4的控制電路上，控制電路根據指令調整步進電機4.4的旋轉速度。

優選的，滾筒上設有計數器，通過計數器對滾筒的旋轉圈數進行計數，可以對電纜3的伸縮長度進行計數，從而方便進行探測距離的測定。

工作原理：

本發明側壁儀是利用超聲波成像技術，以垂直於側壁方向發射超聲脈衝並接收回波信號。在時間t。時，發射一個超聲脈衝，脈衝信號經過泥漿傳播到側壁後，聲波反射回來，回波的強弱與地層密度成正比，回波被接收換能器接收並轉換成電信號，經過信號放大，信息提取後經電纜傳送到測控計算機1，轉變成能為測控計算機1所能接受的數位訊號，經過處理，可計算出側壁的各種參數，便於施工、檢測或監理單位作為作業或管理的參考。所以只要能精確採集t。和a。（a指的是超聲波回波幅度，表示信號強弱，可換算出探測側壁的材質硬度）兩參數，即可計算出成孔的直徑d。本發明採用的旋轉探測方式，即讓探頭360°旋轉，發送和接收回波信息，從而獲得側壁的全景信息進行後處理。

實施步驟：

1）、設置測量目標的具體參數，包括孔的位置、大小、孔深、泥漿濃度等。

2）、儀器自檢，通過一系列自檢確保儀器正常。

3）、探頭4下放至探測孔中試測一圈，通過圖像顯示其位置是否在孔中心，若不是則需要調整絞車2位置再試測，直到探頭基本位於孔的中心。

4）、下放探頭4至指定位置。

5）、以設定速度提升探頭4測量，數據自動傳輸至測控計算機1進行處理。

6）、測量完畢，自動列印報表。