用于基樁聲波透射法檢測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領(lǐng)域中的應(yīng)用聲波透射法層析成像CT檢測基粧完整性的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于基粧聲波透射法檢測的可自由組合的聲波傳感器組。
【背景技術(shù)】
[0002]進行層析成像計算時，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)場檢測時傳感器組中傳感器的間距也不宜大于100mm?，F(xiàn)場檢測實際是獲取一個個檢測扇形的每一根聲測線的檢測聲時數(shù)據(jù)，(檢測扇形:一個聲測管中某個高度位置處發(fā)射聲波，另一個聲測管中多個高度位置接收聲波，多個傾斜角度不同的聲測線構(gòu)成一個共頂點的扇形。檢測扇形中聲測線的最大傾斜角度稱為檢測扇形的傾斜角度，《建筑基粧檢測技術(shù)規(guī)范JGJ106—2014》10.4.3規(guī)定“采用扇形掃測時，兩個換能器中心連線的水平夾角不應(yīng)大于40σ’，相當于規(guī)定了檢測扇形的傾斜角度不大于40 °)，通常檢測扇形的傾斜角度固定，基粧粧徑越大檢測剖面的跨距也大，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任務(wù)，通常根據(jù)最大的檢測需求，選用包括盡可能多傳感器的傳感器組?！督ㄖ挋z測技術(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。通常一個傳感器組一旦制作完成，每個傳感器與電纜線的各個芯線的連接關(guān)系各有不同，傳感器數(shù)量是固定的，不能根據(jù)現(xiàn)場檢測的需要靈活變化，這樣顯然不經(jīng)濟，在對較小粧徑的基粧進行檢測時，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受到各種損傷，且一旦某個傳感器損壞，傳感器不易更換，導(dǎo)致整個傳感器組的使用都受到影響，甚至報廢。
[0004]現(xiàn)場檢測時，迫切需要一種可自由組合的聲波傳感器組，傳感器組由N個完全相同的傳感器組成，N個傳感器可靈活自由互換，可同時用于接收聲波信號，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的可自由組合的聲波傳感器組，傳感器組包括N個完全相同的傳感器，N個傳感器可靈活自由互換，可同時用于接收聲波信號，位于最下方的傳感器可用于發(fā)射聲波，適用于在一個提升檢測過程內(nèi)完成基粧粧體內(nèi)M個聲測管構(gòu)成的所有剖面的層析成像CT檢測工作。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述發(fā)明目的:
用于基粧聲波透射法檢測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根信號線Ch1; I為編號，I e {I?N};
每個聲波傳感器單元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、編號依次為I?N的信號線端I以及編號為O的信號線端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根信號線(^工與電纜連接器端LBS上相同編號的信號線端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的相同編號的N根信號線端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的相同編號的N根信號線端I連接，發(fā)射連接器端BP的信號線端O與發(fā)射連接器端BP的高壓線端T連接；
每個聲波傳感器單元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I大于等于2的情況下，每個聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的信號線端I與底部連接器端SBS的信號線端1-1連接；
每個聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP的信號線端I與換能器單元Tr的信號線Vo連接，每個聲波傳感器單元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，每個聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS的信號線端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)場檢測時，任取X個聲波傳感器單元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)成一個包含有X聲波傳感器單元S的傳感器組。
[0009]X=I時，將第一個聲波傳感器單元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與第一個聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS連接。此時電纜線L中的信號線Chl即為第一個聲波傳感器單元S的接收信號輸出端，同時電纜線L中的高壓線LT通過發(fā)射連接器端BP與第一個聲波傳感器單元S的發(fā)射端F連接，第一個聲波傳感器單元S既可用于接收也可用于發(fā)射聲波信號。
[0010]2 SX SN時，將第一個聲波傳感器單元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個聲波傳感器單元S的頂部連接器端STP與第Y-1個聲波傳感器單元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個聲波傳感器單元S的底部連接器端SBS連接。此時電纜線L中的信號線ChI即為第I個聲波傳感器單元S的接收信號輸出端，I < I《X，同時電纜線L中的高壓線LT通過發(fā)射連接器端BP與第X個聲波傳感器單元S的發(fā)射端F連接，第X個聲波傳感器單元S既可用于接收也可用于發(fā)射聲波信號。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
用于基粧聲波透射法檢測的可自由組合的聲波傳感器組包括N個完全相同的傳感器，N個傳感器可靈活自由互換，可同時用于接收聲波信號，位于最下方的傳感器可用于發(fā)射聲波。
[0012]1、首先是現(xiàn)場使用方便，可自由添加。由于檢測的粧基直徑不同，為保證檢測精度，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)場即可實現(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，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，可以保證整個傳感器組的使用壽命。同時當中間一個或幾個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，因此當該傳感器組中某一個或多個傳感器損壞時，只需要更換相應(yīng)的傳感器，而不至于將整個傳感器組都淘汰，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傳感器的使用壽命，因此更換傳感器可以延長整個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個信號線端。
[0017]圖2用于基粧聲波透射法檢測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實施例2中用于基粧聲波透射法檢測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)。
[0020]圖4實施例3中用于基粧聲波透射法檢測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為實施例4中用于基粧聲波透射法檢測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)。
[0023]A:發(fā)射機。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳細說明:
實施例1:
如圖1所示，用于基粧聲波透射法檢測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根信號線Ch1; I為編號，I e {I?N};
每個聲波傳感器單元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