本發(fā)明涉及一種超聲波側(cè)壁檢測儀，特別是一種全景超聲波側(cè)壁檢測儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的基于超音波孔內(nèi)反射原理的側(cè)壁檢測儀器主要采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(cè)壁線（樁孔或連續(xù)墻），然后僅僅根據(jù)這幾條側(cè)壁線上的數(shù)據(jù)來計算和分析孔的參數(shù)。顯然這樣只是對側(cè)壁形狀的一個簡單采樣，并不能完整反映側(cè)壁完整信息。例如：側(cè)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(chǔ)的質(zhì)量的，所以采用固定探頭的側(cè)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(shù)實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種全景超聲波側(cè)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(gòu)，排纜機構(gòu)設(shè)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(nèi)設(shè)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(shè)有密封件；所述排纜機構(gòu)包括滾筒，電纜在滾筒上規(guī)則排布，排纜機構(gòu)用于控制探頭始終位于絞車的中間軸線位置。

進一步講，滾筒上設(shè)有計數(shù)器。

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

動態(tài)平衡囊用于保證探頭內(nèi)外壓力平衡，探頭無論位于探測范圍內(nèi)多深的位置，內(nèi)外壓力始終平衡，泥漿就不會在超聲傳感器旋轉(zhuǎn)的時候進入探頭內(nèi)部。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置的探頭剖面視圖一。

圖3為本發(fā)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(cè)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(gòu)2.3，排纜機構(gòu)2.3設(shè)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(nèi)設(shè)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(shè)有密封件4.3。所述探頭殼體4.1內(nèi)設(shè)有動態(tài)平衡囊4.6，用于保證探頭4內(nèi)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(nèi)設(shè)有軸承4.7，軸4.5通過軸承4.7安裝在探頭殼體4.1內(nèi)。所述排纜機構(gòu)2.3包括滾筒，電纜3在滾筒上規(guī)則排布，排纜機構(gòu)2.3用于控制探頭4始終位于絞車2的中間軸線位置。

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

測控計算機1用于控制絞車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(shè)定的速度進行旋轉(zhuǎn)探測，測控計算機1在收到探測信息之后保存并可視化展示出來，待檢測完畢可計算側(cè)壁參數(shù)和打印檢測結(jié)果。

絞車2主要用于接收測控計算機1指令后由變頻主控裝置2.1實現(xiàn)電纜3以給定速度升降。電機2.2用于提供動力，控制排纜機構(gòu)2.3的滾筒以設(shè)定速度旋轉(zhuǎn)以下放和提升探頭4。變頻主控裝置2.1用于控制電機2.2的轉(zhuǎn)速。排纜機構(gòu)2.3主要實現(xiàn)電纜滾筒在上升時會自動將電纜3緊密規(guī)則排好，不會出現(xiàn)不規(guī)則纏繞。在下放時順序可保證探頭4始終位于絞車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(cè)壁信息并把信號發(fā)送到測控計算機1進行后續(xù)處理。步進電機4.4是用于提供超聲傳感器4.2的旋轉(zhuǎn)動力部件，其速度控制指令來自測控計算機1，經(jīng)過絞車2中轉(zhuǎn)至電纜3發(fā)送到步進電機4.4的控制電路上，控制電路根據(jù)指令調(diào)整步進電機4.4的旋轉(zhuǎn)速度。

優(yōu)選的，滾筒上設(shè)有計數(shù)器，通過計數(shù)器對滾筒的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)進行計數(shù)，可以對電纜3的伸縮長度進行計數(shù)，從而方便進行探測距離的測定。

工作原理：

本發(fā)明側(cè)壁儀是利用超聲波成像技術(shù)，以垂直于側(cè)壁方向發(fā)射超聲脈沖并接收回波信號。在時間t。時，發(fā)射一個超聲脈沖，脈沖信號經(jīng)過泥漿傳播到側(cè)壁后，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并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過信號放大，信息提取后經(jīng)電纜傳送到測控計算機1，轉(zhuǎn)變成能為測控計算機1所能接受的數(shù)字信號，經(jīng)過處理，可計算出側(cè)壁的各種參數(shù)，便于施工、檢測或監(jiān)理單位作為作業(yè)或管理的參考。所以只要能精確采集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(cè)壁的材質(zhì)硬度）兩參數(shù)，即可計算出成孔的直徑d。本發(fā)明采用的旋轉(zhuǎn)探測方式，即讓探頭360°旋轉(zhuǎn)，發(fā)送和接收回波信息，從而獲得側(cè)壁的全景信息進行后處理。

實施步驟：

1）、設(shè)置測量目標的具體參數(shù)，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(diào)整絞車2位置再試測，直到探頭基本位于孔的中心。

4）、下放探頭4至指定位置。

5）、以設(shè)定速度提升探頭4測量，數(shù)據(jù)自動傳輸至測控計算機1進行處理。

6）、測量完畢，自動打印報表。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種全景超聲波側(cè)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(gòu)，排纜機構(gòu)設(shè)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(nèi)設(shè)有步進電機，步進電機通過軸連接超聲傳感器。本發(fā)明采用了步進電機旋轉(zhuǎn)探測，可以獲取側(cè)壁360°方向的詳細信息，計算得到的側(cè)壁參數(shù)更科學真實。而且可以側(cè)壁形狀和材質(zhì)進行三維展示，可以直觀地觀測到側(cè)壁缺陷位置和大小。

技術(shù)研發(fā)人員：劉勇;金聲濤;陳慈發(fā);丁曉波;龔國強;黃志勇;王剛
受保護的技術(shù)使用者：三峽大學;宜昌三大軟件工程公司
技術(shù)研發(fā)日：2013.06.20
技術(shù)公布日：2017.08.29