用于基樁聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用聲波透射法層析成像CT檢測(cè)基粧完整性的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)行層析成像計(jì)算時(shí)，考慮到混凝土材料骨料中的石子的平均粒徑，劃分單元通常以10mm為宜，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)傳感器組中傳感器的間距也不宜大于100mm?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)際是獲取一個(gè)個(gè)檢測(cè)扇形的每一根聲測(cè)線的檢測(cè)聲時(shí)數(shù)據(jù)，(檢測(cè)扇形:一個(gè)聲測(cè)管中某個(gè)高度位置處發(fā)射聲波，另一個(gè)聲測(cè)管中多個(gè)高度位置接收聲波，多個(gè)傾斜角度不同的聲測(cè)線構(gòu)成一個(gè)共頂點(diǎn)的扇形。檢測(cè)扇形中聲測(cè)線的最大傾斜角度稱為檢測(cè)扇形的傾斜角度，《建筑基粧檢測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106—2014》10.4.3規(guī)定“采用扇形掃測(cè)時(shí)，兩個(gè)換能器中心連線的水平夾角不應(yīng)大于40σ’，相當(dāng)于規(guī)定了檢測(cè)扇形的傾斜角度不大于40 °)，通常檢測(cè)扇形的傾斜角度固定，基粧粧徑越大檢測(cè)剖面的跨距也大，需要的傳感器數(shù)量增加。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)涉及的傳感器組均由多個(gè)傳感器構(gòu)成，等間距串行排布，為了適應(yīng)不同粧徑的基粧檢測(cè)任務(wù)，通常根據(jù)最大的檢測(cè)需求，選用包括盡可能多傳感器的傳感器組?！督ㄖ挋z測(cè)技術(shù)規(guī)范JGJ106—2014》10.2.1.1規(guī)定用于基粧聲波透射法的聲波傳感器“沿徑向振動(dòng)應(yīng)無指向性”，聲波傳感器的換能器件采用環(huán)狀(壓電或磁致伸縮材料)器件，聲波傳感器的直徑受到聲測(cè)管內(nèi)徑和環(huán)狀換能器件外徑的限制，導(dǎo)線只能從環(huán)狀壓電器件的內(nèi)部通過。通常一個(gè)傳感器組一旦制作完成，每個(gè)傳感器與電纜線的各個(gè)芯線的連接關(guān)系各有不同，傳感器數(shù)量是固定的，不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需要靈活變化，這樣顯然不經(jīng)濟(jì)，在對(duì)較小粧徑的基粧進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，傳感器組中的有些傳感器總是處于不工作狀態(tài)，另外，在使用過程中傳感器不可避免的會(huì)受到各種損傷，且一旦某個(gè)傳感器損壞，傳感器不易更換，導(dǎo)致整個(gè)傳感器組的使用都受到影響，甚至報(bào)廢。
[0004]現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，迫切需要一種可自由組合的聲波傳感器組，傳感器組由N個(gè)完全相同的傳感器組成，N個(gè)傳感器可靈活自由互換，可同時(shí)用于接收聲波信號(hào)，位于最下方的傳感器可用于發(fā)射聲波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組，傳感器組包括N個(gè)完全相同的傳感器，N個(gè)傳感器可靈活自由互換，可同時(shí)用于接收聲波信號(hào)，位于最下方的傳感器可用于發(fā)射聲波，適用于在一個(gè)提升檢測(cè)過程內(nèi)完成基粧粧體內(nèi)M個(gè)聲測(cè)管構(gòu)成的所有剖面的層析成像CT檢測(cè)工作。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的:
用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組，包括電纜線L，還包括從上至下依次設(shè)置的電纜連接器端LBS、Ν個(gè)聲波傳感器單元S、發(fā)射連接器端ΒΡ，Ν為大于等于I的自然數(shù)； 電纜線L包括地線LG、高壓線LT、N根信號(hào)線Ch1; I為編號(hào)，I e {I?N};
每個(gè)聲波傳感器單元S均包括換能器單元Tr、頂部連接器端STP、底部連接器端SBS;電纜連接器端LBS、頂部連接器端STP、底部連接器端SBS和發(fā)射連接器端BP均包括地線端G、高壓線端T、編號(hào)依次為I?N的信號(hào)線端I以及編號(hào)為O的信號(hào)線端O;
電纜線L的地線LG、高壓線LT分別與電纜連接器端LBS的地線端G、高壓線端T連接，電纜線L的N根信號(hào)線(^工與電纜連接器端LBS上相同編號(hào)的信號(hào)線端I連接；
電纜連接器端LBS的地線端G、高壓線端T分別與位于最上方的聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的地線端G、高壓線端T連接，電纜連接器端LBS的N根信號(hào)線端I與最上方的聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的相同編號(hào)的N根信號(hào)線端I連接；
發(fā)射連接器端BP的地線端G、高壓線端T分別與位于最下方的聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS的地線端G、高壓線端T連接，發(fā)射連接器端BP的N根信號(hào)線端I與最下方的聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS的相同編號(hào)的N根信號(hào)線端I連接，發(fā)射連接器端BP的信號(hào)線端O與發(fā)射連接器端BP的高壓線端T連接；
每個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的地線端G、高壓線端T分別與底部連接器端SBS的地線端G、高壓線端T連接，編號(hào)I大于等于2的情況下，每個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的信號(hào)線端I與底部連接器端SBS的信號(hào)線端1-1連接；
每個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的信號(hào)線端I與換能器單元Tr的信號(hào)線Vo連接，每個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的地線端G與換能器單元Tr的地線G連接，每個(gè)聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS的信號(hào)線端O與換能器單元Tr的發(fā)射線F連接。
[0007]如上所述的換能器單元Tr帶有前置放大電路，所述的電纜連接器端LBS、頂部連接器端STP、底部連接器端SBS和發(fā)射連接器端BP均包括電源線端Vc，所述的電纜線L還包括電源線LVc;
電源線LVc與電纜連接器端LBS的電源線端Vc連接，電纜連接器端LBS的電源線端Vc與位于最上方的聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的電源線端Vc連接；
發(fā)射連接器端BP的電源線端Vc與位于最下方的聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS的電源線端Vc連接；
每個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的電源線端Vc與換能器單元Tr的電源端Vc連接。
[0008]現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，任取X個(gè)聲波傳感器單元S，1SXSN，與電纜線L、電纜連接器端LBS、發(fā)射連接器端BP組合構(gòu)成一個(gè)包含有X聲波傳感器單元S的傳感器組。
[0009]X=I時(shí)，將第一個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP與電纜連接器端LBS連接，將發(fā)射連接器端BP與第一個(gè)聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS連接。此時(shí)電纜線L中的信號(hào)線Chl即為第一個(gè)聲波傳感器單元S的接收信號(hào)輸出端，同時(shí)電纜線L中的高壓線LT通過發(fā)射連接器端BP與第一個(gè)聲波傳感器單元S的發(fā)射端F連接，第一個(gè)聲波傳感器單元S既可用于接收也可用于發(fā)射聲波信號(hào)。
[0010]2 SX SN時(shí)，將第一個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP與電纜連接器端LBS連接，而后依次將第Y個(gè)聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP與第Y-1個(gè)聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS連接，2 < Y < X，將發(fā)射連接器端BP與第X個(gè)聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS連接。此時(shí)電纜線L中的信號(hào)線ChI即為第I個(gè)聲波傳感器單元S的接收信號(hào)輸出端，I < I《X，同時(shí)電纜線L中的高壓線LT通過發(fā)射連接器端BP與第X個(gè)聲波傳感器單元S的發(fā)射端F連接，第X個(gè)聲波傳感器單元S既可用于接收也可用于發(fā)射聲波信號(hào)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組包括N個(gè)完全相同的傳感器，N個(gè)傳感器可靈活自由互換，可同時(shí)用于接收聲波信號(hào)，位于最下方的傳感器可用于發(fā)射聲波。
[0012]1、首先是現(xiàn)場(chǎng)使用方便，可自由添加。由于檢測(cè)的粧基直徑不同，為保證檢測(cè)精度，跨距(或粧徑)大的，要求的傳感器組中的傳感器數(shù)量多，跨距(或粧徑)小的，要求的傳感器組中的傳感器數(shù)量少，因此在工地現(xiàn)場(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)傳感器組的自由添加或者減少，靈活方便。
[0013]2、可自由互換和自由替換。由于只有最下方的傳感器用于發(fā)射，該傳感器既要承受高壓發(fā)射，也要能接收低電壓信號(hào)，因此最下面的傳感器的使用壽命與上部傳感器的使用壽命必然不同，因此可自由互換，可以保證整個(gè)傳感器組的使用壽命。同時(shí)當(dāng)中間一個(gè)或幾個(gè)傳感器性能下降或者損壞，不管性能下降或者損壞的傳感器在傳感器組中的哪個(gè)位置，都可以自由替換。
[0014]3、成本下降。由于可以做到自由互換和自由替換，因此當(dāng)該傳感器組中某一個(gè)或多個(gè)傳感器損壞時(shí)，只需要更換相應(yīng)的傳感器，而不至于將整個(gè)傳感器組都淘汰，可大大節(jié)約成本。另外一般情況下，電纜的使用壽命要高于單個(gè)傳感器的使用壽命，因此更換傳感器可以延長(zhǎng)整個(gè)傳感器組的使用壽命，從而節(jié)省成本。
【附圖說明】
[0015]圖1用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的原理圖。
[0016](a)電纜線L及電纜連接器端LBS的原理圖；
(b)聲波傳感器單元S原理圖；
(c)發(fā)射連接器端BP原理圖；
L:電纜線；
LBS:電纜連接器端；
S:聲波傳感器單元；
STP:頂部連接器端；
SBS:底部連接器端；
BP:發(fā)射連接器端；
LG:地線；
LT:尚壓線；
Tr:換能器單元；
Vo:接收信號(hào)輸出端；
F:發(fā)射端；
G:地線端；
T:高壓線端；
O:發(fā)射端； 1、2、3、4、…、Ι、...、Ν:連接器的N個(gè)信號(hào)線端。
[0017]圖2用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的連接原理圖(帶有電源線)。
[0018](a)電纜線L及電纜連接器端LBS的原理圖；
(b)聲波傳感器單元S原理圖；
(c)發(fā)射連接器端BP原理圖；
LVc:電源線；
Vc:電源線端。
[0019]圖3實(shí)施例2中用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的連接示意圖(聲波傳感器單元S為四個(gè))。
[0020]圖4實(shí)施例3中用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的連接示意圖(包含有選通器件)。
[0021]LC:電纜線L的控制線；
V1:電纜線L的輸出線；
SC:選通器件。
[0022]圖5為實(shí)施例4中用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組的連接示意圖(包含發(fā)射機(jī))。
[0023]A:發(fā)射機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明:
實(shí)施例1:
如圖1所示，用于基粧聲波透射法檢測(cè)的可自由組合的聲波傳感器組，包括電纜線L，還包括從上至下依次設(shè)置的電纜連接器端LBS、N個(gè)聲波傳感器單元S、發(fā)射連接器端BP，N為大于等于I的自然數(shù)；
電纜線L包括地線LG、高壓線LT、N根信號(hào)線Ch1; I為編號(hào)，I e {I?N};
每個(gè)聲波傳感器單元S均包括換能器單元Tr、頂部連接器端STP、底部連接器端SBS;電纜連接器端LBS、頂部連接器端STP、底部連接器端SBS和發(fā)射連接器端BP均包