專利名稱：一種超聲波快速掃描勘探的方法與所用系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于地球物理勘探技術領域，涉及ー種超聲波快速掃描勘探方法與所用系統(tǒng)。
背景技術：
超聲波探測技術受測試現場干擾因素少，使用簡捷，是近年來發(fā)展迅速的ー項實用檢測技術，其基本原理是在被測物體中激發(fā)出一定頻率的超聲弾性波，以一定路徑在被測介質內部傳播并通過接收傳感器接收，通過分析接收到的聲波信號，根據聲波波速、波幅、頻率等屬性參數的變化，了解物體內部的結構、力學特性和缺陷的分布情況。其在隧道、道路、橋梁等工程檢測中廣泛應用。
受超聲波探測方式的限制，目前的超聲波勘探方法多為單個傳感器的一發(fā)ー收或是ー發(fā)雙收方式，未見能夠連續(xù)記錄的探測方法和儀器設備。這種探測系統(tǒng)不能對地質目標體連續(xù)測量與評價，通過單一點的發(fā)射與接收方式進行數據采集，現場探測工作效率低，實時探測能力差，因此在混凝土工程測試中較地質雷達法應用程度不足。隨著勘探技術的不斷發(fā)展，混凝土工程中要求抗干擾能力強、能連續(xù)快速測試的方法技術出現，井能結合測試區(qū)域已有的地質條件現場確定異常體位置，為生產提供及時有效的指導，這對隧道壁、井筒壁、道路、橋梁及建筑等混凝土工程無損檢測意義重大。

發(fā)明內容
針對現有超聲波勘探技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種超聲波快速掃描勘探的方法，該方法大大提高超聲波數據采集的現場工作效率。本發(fā)明的另ー個目的是提供ー種上述超聲波快速掃描勘探的方法所使用的系統(tǒng)。本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明提供了一種超聲波快速掃描勘探的方法，該方法包括以下步驟首先利用滾輪掃描探頭進行超聲波數據的發(fā)射和接收，根據滾動條件完成對不同測量點距離的自動記錄；然后通過數據采集系統(tǒng)，由超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)設定相應的采集技術參數，由超聲波數據采集器完成對數據的同步采集任務，獲得測線點超聲波快速連續(xù)掃描數據；最后利用超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)，對超聲波快速掃描數據進行計算與處理，根據測試剖面結果對探測介質加以解釋，判斷剖面中介質的異常位置及其特征。所述的滾輪掃描探頭采用一個超聲波發(fā)射傳感器和兩個超聲波接收傳感器，其中兩個超聲波接收傳感器分別為第一接收傳感器和第二接收傳感器。所述的超聲波數據的發(fā)射和接收所用的超聲換能器主頻范圍為IOKHf IOOKHz ；是通過滾輪沿移動方向滾動，發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波和接收傳感器接收超聲波同步進行，同時利用傳感器底部噴水裝置自動向測試介質噴射水流，増加傳感器與混凝土介質之間的耦合程度，保證數據采集質量；數據采集時滾輪中的旋轉編碼器依據滾動條件自動完成測點距離的記錄。所述的數據采集系統(tǒng)包括超聲波數據采集器和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)的采集控制部分；其中超聲波數據采集器實現對超聲波數據的采集與記錄，而超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)的采集控制部分實現對采集相關參數的設定，采集數據記錄的顯示及預處理。所述的超聲波數據采集器，包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池。所述的多路A / D轉換器為16位，其中每個通道各有ー個A / D，且各道具有獨立的前端調理與DSP抗混濾波性能，實現任意帶通、帶阻濾波；信號采集時采樣頻率為I μ s，2. 5 μ S，5 μ S，10 μ S，20 μ S或50 μ S ;信號采集時采樣點數為512，1024，2048或4096 ;信號采集時采用觸發(fā)方式，即數據采集時數據的確認方式，利用測距輪、時間和手動三種方式完
成超聲波的觸發(fā)；其中測距輪方式根據測距輪滾動的距離間隔，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中時間方式根據時間間隔確認波形，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中手動方式手動按健確認波形；信號采集時發(fā)射功率根據現場測試條件利用電壓調整完成；超聲波數據采集器中具有獨立的電源系統(tǒng)，采集器面板設有多種指標燈，表征電源開關狀態(tài)、發(fā)射狀態(tài)或采樣通訊狀態(tài)。所述的超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)包括超聲波數據采集控制部分，完成對兩個信號接收通道數據的速采、速顯與存儲，提供測試擬雷達剖面；還包括超聲波數據處理部分，完成對波形信號的簡單處理及解釋。所述的超聲波數據采集控制部分，在進行數據采集時，設定采集參數，對超聲波數據采集器進行控制，進行數據采集；超聲波數據采集控制部分包括實時數據區(qū)和靜態(tài)數據區(qū)，分別對采集的波形記錄進行顯示；其中實時數據區(qū)對兩道接收傳感器記錄數據進行實時顯示，其顯示方式采用波形曲線方式；靜態(tài)數據區(qū)對選中的一道實時記錄進行連續(xù)記錄，形成記錄剖面，其顯示方式可用波形、變面積、全面積、彩色顯示，并支持文件歸ー化和道歸一化；實時數據區(qū)數據可以選擇性地插入到靜態(tài)數據區(qū)，是指通過接收的2道傳感器的數據，直接選擇其中一道，如選擇I道即為第一接收傳感器的數據，如選擇2道即為第二接收傳感器的數據，直接插入到靜態(tài)顯示區(qū)，靜態(tài)數據區(qū)數據在記錄顯示時，進行波形放縮，如道寬放縮、道長放縮、振幅放縮等，可進行光標移動時對波形信息的查看，如查看測點號、測點距離、時間、振幅、速度、深度等。所述的超聲波數據處理部分，根據超聲波掃描數據的處理剖面對混凝土介質進行簡單評價，通過追蹤波組相位的特征變化，根據波組缺失、異常特點，對混凝土體的質量及缺陷位置進行有效判斷。本發(fā)明還提供了ー種上述超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括滾輪掃描探頭、超聲波數據采集器和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)三個部分；其中滾輪掃描探頭與超聲波數據采集器通過數據通訊線進行連接，超聲波數據采集器和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)通過RS232通訊線進行連接。所述的滾輪掃描探頭包括超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭；超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭通過支架進行固定和連接。
所述的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器的結構采用兩種不同類型一體式或分體式；其中一體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器距離固定，分別為10-20cm，第一接收傳感器和第二接收傳感器分布在超聲波發(fā)射傳感器的兩側且對稱，第一接收傳感器和第二接收傳感器與超聲波發(fā)射傳感器之間用塑料或強力泡沫進行聲波干擾隔離；分體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器之間距離可調，用連桿相連或多人同步操作。所述的超聲波數據采集器包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池。所述的數據通訊線是一根多芯電纜，能對傳感器、發(fā)射源驅動、測距輪的信號進行傳輸，其傳輸距離不小于20m。本發(fā)明同現有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果 I、本發(fā)明對混凝土介質進行超聲波測試時，將現有單點發(fā)射與接收的數據采集方式改變?yōu)榭焖賿呙杼讲榉绞剑状涡纬蓪炷凉こ屉[患的快速掃描測試，既提高了現場數據采集的工作效率，又為地球物理勘探學科發(fā)展提供了新的思路。2、本發(fā)明通過擬雷達式發(fā)射與接收技術，以及超聲波收發(fā)一體的滾輪結構研究，對現有的超聲波儀器進行改進，實現對地球物理勘探系統(tǒng)的創(chuàng)新。通過對采集數據的相關、頻譜、濾波等實時處理與分析，為現場提供及時有效的異常判斷剖面，其指導意義重大。3、本發(fā)明通過改進超聲波數據采集方式，采用滾輪式機構完成超聲波的發(fā)射與接收，進行連續(xù)掃描，實現了擬雷達式快速超聲波數據采集，進一步提高現場施工速度和工作效率。超聲波探測方法在混凝土體探測中占有優(yōu)勢地位，通過超聲波速度可以定量評價其結構特性，隨著社會不斷發(fā)展，混凝土體工程類型逐漸增多，對混凝土體的探測需求也在增力口，因此，本發(fā)明將會在混凝土工程無損檢測中發(fā)揮重要的作用。4、隨著我國經濟建設的快速發(fā)展，隧道、地鐵交通、土建、道路橋梁、房屋建筑等基礎行業(yè)對混凝土體質量評價要求越來越精細，因此必須充分利用全空間全時段有效測試信息，根據超聲波速度、頻譜、吸收特性等多種地球物理參數響應特性，進行快速掃描測試與分析，為隧道、道路、橋梁、建筑等混凝土結構提供高效診斷預防技術，提高測試的響應機制。國內外目前尚沒有可直接進行多參數快速勘探的專用裝備，本發(fā)明對現場測試技術及快速勘探儀器研制具有直接的推動作用，其未來的應用前景廣闊。


圖I為本發(fā)明實施例的超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)的示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)原理示意圖。圖3為本發(fā)明超聲波快速掃描測試中滾輪掃描探頭工作原理示意圖。其中I表示滾輪掃描探頭，2表示超聲波數據采集器，3表示超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)，4表示數據通訊線,5表示RS232通訊線。圖4為數據采集控制與處理系統(tǒng)界面示意圖。其中6表示實時數據區(qū)，7表示靜態(tài)數據區(qū)。圖5為某隧道壁混凝土介質表面所獲得的超聲波快速掃描剖面示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例I如圖廣3所示，圖I為本發(fā)明實施例的超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)原理示意圖；圖3為本發(fā)明超聲波快速掃描測 試中滾輪掃描探頭工作原理示意圖。一種超聲波快速掃描勘探的方法，該方法包括以下步驟首先利用滾輪掃描探頭I進行超聲波數據的發(fā)射和接收，根據滾動條件完成對不同測量點距離的自動記錄；然后通過數據采集系統(tǒng)，由超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3設定相應的采集技術參數，由超聲波數據采集器2完成對數據的同步采集任務，獲得測線點超聲波快速連續(xù)掃描數據；最后利用超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3，對超聲波快速掃描數據進行計算與處理，根據測試剖面結果對探測介質加以解釋，判斷剖面中介質的異常位置及其特征。滾輪掃描探頭I采用一個超聲波發(fā)射傳感器和兩個超聲波接收傳感器，其中兩個超聲波接收傳感器分別為第一接收傳感器和第二接收傳感器。超聲波數據的發(fā)射和接收所用的超聲換能器主頻范圍為IOKHflOOKHz ;是通過滾輪沿移動方向滾動，發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波和接收傳感器接收超聲波同步進行，同時利用傳感器底部噴水裝置自動向測試介質噴射水流，增加傳感器與混凝土介質之間的耦合程度，保證數據采集質量；數據采集時滾輪中的旋轉編碼器依據滾動條件自動完成測點距離的記錄。數據采集系統(tǒng)包括超聲波數據采集器2和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3的采集控制部分；其中超聲波數據采集器2實現對超聲波數據的采集與記錄，而超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3的采集控制部分實現對采集相關參數的設定，采集數據記錄的顯示及預處理。超聲波數據采集器2，包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池。多路A / D轉換器為16位，其中每個通道各有一個A / D，且各道具有獨立的前端調理與DSP抗混濾波性能，實現任意帶通、帶阻濾波；信號采集時采樣頻率為I U s，2. 5 y S，5 ii s，10 ii S，20 ii s或50 ii s ;信號采集時采樣點數為512，1024，2048或4096 ;信號采集時采用觸發(fā)方式，即數據采集時數據的確認方式，利用測距輪、時間和手動三種方式完成超聲波的觸發(fā)；其中測距輪方式根據測距輪滾動的距離間隔，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中時間方式根據時間間隔確認波形，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中手動方式手動按健確認波形；信號采集時發(fā)射功率根據現場測試條件利用電壓調整完成；超聲波數據采集器2中具有獨立的電源系統(tǒng)，采集器面板設有多種指標燈，表征電源開關狀態(tài)、發(fā)射狀態(tài)或采樣通訊狀態(tài)。超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3包括超聲波數據采集控制部分，完成對兩個信號接收通道數據的速采、速顯與存儲，提供測試擬雷達剖面；還包括超聲波數據處理部分，完成對波形信號的簡單處理及解釋。超聲波數據采集控制部分，在進行數據采集時，設定采集參數，對超聲波數據采集器2進行控制，進行數據采集；超聲波數據采集控制部分包括實時數據區(qū)6和靜態(tài)數據區(qū)7,分別對采集的波形記錄進行顯示；其中實時數據區(qū)6對兩道接收傳感器記錄數據進行實時顯示，其顯示方式采用波形曲線方式；靜態(tài)數據區(qū)7對選中的一道實時記錄進行連續(xù)記錄，形成記錄剖面，其顯示方式可用波形、變面積、全面積、彩色顯示，并支持文件歸一化和道歸一化；實時數據區(qū)6數據可以選擇性地插入到靜態(tài)數據區(qū)7，是指通過接收的2道傳感器的數據，直接選擇其中一道，如選擇I道即為第一接收傳感器的數據，如選擇2道即為第二接收傳感器的數據，直接插入到靜態(tài)顯示區(qū)，靜態(tài)數據區(qū)7數據在記錄顯示時，進行波形放縮，如道寬放縮、道長放縮、振幅放縮等，可進行光標移動時 對波形信息的查看，如查看測點號、測點距離、時間、振幅、速度、深度等。超聲波數據處理部分，根據超聲波掃描數據的處理剖面對混凝土介質進行簡單評價，通過追蹤波組相位的特征變化，根據波組缺失、異常特點，對混凝土體的質量及缺陷位置進行有效判斷。超聲波掃描勘探方法操作的具體流程如下I)連接設備，將帶有一發(fā)雙收傳感器的滾輪掃描探頭I、測距輪與超聲波數據采集器2通過數據通訊線4連接。2)啟動主機，檢查系統(tǒng)，主要檢測超聲波數據采集器2中電源電量、通道一致性、震源驅動、測距輪檢測等內容。3)設定參數，對采樣參數、顯示參數、處理參數、文件保存參數等進行設置。4)連續(xù)發(fā)射，驅動震源連續(xù)發(fā)射，數據不斷采集，并在實時數據區(qū)6中不斷顯示和刷新兩個接收通道所獲得波形的顯示。5)波形信號采集確認，根據不同的觸發(fā)方式來確認波形，如觸發(fā)方式為測距輪方式，當滾輪滾動距離到達所設定距離，或是到達所設定的時間間隔，或是根據手動按鍵進行波形信號的確認。在確定波形后，經過所設定的處理，將數據插入到連續(xù)剖面的靜態(tài)數據區(qū)7。隨著不斷確認波形，連續(xù)顯示區(qū)的波形逐漸增多，當波形記錄滿屏時自動切換到下一屏。如此循環(huán)可完成整條剖面的數據采集。 6 )采集交互，在數據采集時，用戶可通過光標來查看波形信息。通過鼠標或菜單等來查看數據信息，更改數據處理、顯示方式等操作來提高剖面效果和質量。7)后續(xù)處理對采集超聲波數據實時存儲，采集完成后可進行混凝土體質量及缺陷的初步測評。圖4為數據采集控制與處理系統(tǒng)界面示意圖；圖5為某隧道壁混凝土介質表面所獲得的超聲波快速掃描剖面示意圖。其橫坐標表示測線方向掃描距離(單位為m)和記錄道數據，縱坐標表示每一測點超聲波信號記錄延續(xù)時間(單位為ms)。靜態(tài)數據區(qū)中顯示的是，測線中來自介質反射的超聲波剖面，采用全面積顯示方式。數據采集時采用發(fā)射和接收傳感器間距IOcm固定形式，50KHz主頻換能器，測距輪方式觸發(fā)，50 us采樣頻率，512個采樣點數所獲得波形記錄?？梢钥闯鲈跈M坐標測線方向上的Im處波組相位不連續(xù)，判斷為異常位置。實施例2如圖I所示，圖I為本發(fā)明實施例的超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)的示意圖。一種超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括滾輪掃描探頭I、超聲波數據采集器2和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3三個部分；其中滾輪掃描探頭I與超聲波數據采集器2通過數據通訊線4進行連接，超聲波數據采集器2和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)3通過RS232通訊線5進行連接。滾輪掃描探頭I包括超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭；超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭通過支架進行固定和連接。超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器的結構采用兩種不同類型一體式或分體式；其中一體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器距離固定，分別為10-20cm，第一接收傳感器和第二接收傳感器分布在超聲波發(fā)射傳感器的兩側且對稱，第一接收傳感器和第二接收傳感器與超聲波發(fā)射傳感器之間用塑料或強力泡沫進行聲波干擾隔離；分體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器之間距離可調，用連桿相連或多人同步操作。超聲波數據采集器2包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池。數據通訊線4是一根多芯電纜，能對傳感器、發(fā)射源驅動、測距輪的信號進行傳輸，其傳輸距離不小于20m。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 首先利用滾輪掃描探頭(I)進行超聲波數據的發(fā)射和接收，根據滾動條件完成對不同測量點距離的自動記錄；然后通過數據采集系統(tǒng)，由超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)設定相應的采集技術參數，由超聲波數據采集器(2)完成對數據的同步采集任務，獲得測線點超聲波快速連續(xù)掃描數據；最后利用超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)，對超聲波快速掃描數據進行計算與處理，根據測試剖面結果對探測介質加以解釋，判斷剖面中介質的異常位置及其特征。
2.根據權利要求I所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的滾輪掃描探頭(I)采用ー個超聲波發(fā)射傳感器和兩個超聲波接收傳感器，其中兩個超聲波接收傳感器分別為第一接收傳感器和第二接收傳感器。
3.根據權利要求I所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的超聲波數據的發(fā)射和接收所用的超聲換能器主頻范圍為IOKHz IOOKHz ;是通過滾輪沿移動方向滾動，發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波和接收傳感器接收超聲波同步進行，同時利用傳感器底部噴水裝置自動向測試介質噴射水流，増加傳感器與混凝土介質之間的耦合程度，保證數據采集質量；數據采集時滾輪中的旋轉編碼器依據滾動條件自動完成測點距離的記錄。
4.根據權利要求I所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的數據采集系統(tǒng)包括超聲波數據采集器(2)和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)的采集控制部分；其中超聲波數據采集器(2)實現對超聲波數據的采集與記錄，而超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)的采集控制部分實現對采集相關參數的設定，采集數據記錄的顯示及預處理。
5.根據權利要求I所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的超聲波數據采集器(2)包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池。
6.根據權利要求5所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的多路A/ D轉換器為16位，其中每個通道各有ー個A / D，且各道具有獨立的前端調理與DSP抗混濾波性能，實現任意帶通、帶阻濾波；信號采集時采樣頻率為I μ s, 2. 5 μ s, 5 μ s, 10 μ s, 20 μ s或50 μ s ;信號采集時采樣點數為512，1024，2048或4096 ;信號采集時采用觸發(fā)方式，即數據采集時數據的確認方式，利用測距輪、時間和手動三種方式完成超聲波的觸發(fā)；其中測距輪方式根據測距輪滾動的距離間隔，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中時間方式根據時間間隔確認波形，到達設定間隔后確認所需要的波形記錄；其中手動方式手動按健確認波形；信號采集時發(fā)射功率根據現場測試條件利用電壓調整完成；超聲波數據采集器(2)中具有獨立的電源系統(tǒng)，采集器面板設有多種指標燈，表征電源開關狀態(tài)、發(fā)射狀態(tài)或采樣通訊狀態(tài)。
7.根據權利要求I所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)包括超聲波數據采集控制部分，完成對兩個信號接收通道數據的速采、速顯與存儲，提供測試擬雷達剖面；還包括超聲波數據處理部分，完成對波形信號的簡單處理及解釋。
8.根據權利要求7所述的超聲波快速掃描勘探的方法，其特征在于所述的超聲波數據采集控制部分，在進行數據采集吋，設定采集參數，對超聲波數據采集器(2)進行控制，進行數據采集；超聲波數據采集控制部分包括實時數據區(qū)(6)和靜態(tài)數據區(qū)(7)，分別對采集的波形記錄進行顯示；其中實時數據區(qū)(6)對兩道接收傳感器記錄數據進行實時顯示，其顯示方式采用波形曲線方式；靜態(tài)數據區(qū)(7)對選中的一道實時記錄進行連續(xù)記錄，形成記錄剖面，其顯示方式可用波形、變面積、全面積、彩色顯示，并支持文件歸ー化和道歸ー化；實時數據區(qū)(6)數據可以選擇性地插入到靜態(tài)數據區(qū)(7)，是指通過接收的2道傳感器的數據，直接選擇其中一道，選擇I道為第一接收傳感器的數據，選擇2道為第二接收傳感器的數據，直接插入到靜態(tài)顯示區(qū)，靜態(tài)數據區(qū)(7)數據在記錄顯示時，進行波形放縮道寬放縮、道長放縮或振幅放縮，進行光標移動時對波形信息的查看查看測點號、測點距離、時間、振幅、速度或深度； 所述的超聲波數據處理部分，根據超聲波掃描數據的處理剖面對混凝土介質進行簡單評價，通過追蹤波組相位的特征變化，根據波組缺失、異常特點，對混凝土體的質量及缺陷位置進行有效判斷。
9.權利要求I至8任一所述的方法所使用的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括滾輪掃描探頭(I)、超聲波數據采集器(2)和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)三個部分；其中滾輪掃描探頭(I)與超聲波數據采集器(2 )通過數據通訊線(4 )進行連接，超聲波數據采集器(2)和超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)通過RS232通訊線(5)進行連接。
10.根據權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的滾輪掃描探頭(I)包括超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭；超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器、第二接收傳感器、測距滾輪和耦合噴水頭通過支架進行固定和連接； 所述的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器的結構采用兩種不同類型一體式或分體式；其中一體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器距離固定，分別為10-20cm，第一接收傳感器和第二接收傳感器分布在超聲波發(fā)射傳感器的兩側且對稱，第一接收傳感器和第二接收傳感器與超聲波發(fā)射傳感器之間用塑料或強力泡沫進行聲波干擾隔離；分體式布置的超聲波發(fā)射傳感器、第一接收傳感器和第二接收傳感器之間距離可調，用連桿相連或多人同步操作； 所述的超聲波數據采集器(2)包括采樣電路和供電電源，其中采樣電路中包括多路A / D轉換器、DSP實時處理器和高性能嵌入式CPU，其中供電電源為12V充電鋰電池； 所述的數據通訊線(4)是ー根多芯電纜，能對傳感器、發(fā)射源驅動、測距輪的信號進行傳輸，其傳輸距離不小于20m。
全文摘要
本發(fā)明屬于地球物理勘探技術領域，公開了一種超聲波快速掃描勘探方法與所用系統(tǒng)。方法如下首先利用滾輪掃描探頭(1)進行超聲波數據的發(fā)射和接收，根據滾動條件完成對不同測量點距離的自動記錄；然后通過數據采集系統(tǒng)，由超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)設定相應的采集技術參數，由超聲波數據采集器(2)完成對數據的同步采集任務，獲得測線點超聲波快速連續(xù)掃描數據；最后利用超聲波數據采集控制與處理系統(tǒng)(3)，對超聲波快速掃描數據進行計算與處理，根據測試剖面結果對探測介質加以解釋，判斷剖面中介質的異常位置及其特征。本發(fā)明還公開了上述超聲波快速掃描勘探方法所使用的系統(tǒng)。該方法提高了超聲波數據采集的現場工作效率。
文檔編號G01N29/26GK102662190SQ20121013803
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權日2012年5月4日
發(fā)明者吳榮新, 張平松, 李永盛, 謝雄耀, 趙永輝, 郭立全 申請人:同濟大學, 安徽理工大學