[发明专利]灌注桩砼位超声波检测方法及检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波检测方法及检测系统，特别是涉及一种利用超声波测量检测钻孔(井、槽)灌注砼的过程中砼位(砼面高度、砼面深度)的方法及检测系统。

背景技术

目前在城市建设和重大工程建设(比如高层建筑、大型桥梁等)中，往往需要对地基进行加固，一种加固方法就是采取钻孔(井、槽)灌注桩。一般是将配置好的砼(骨)料从井底一直灌注到孔的顶部。实际上，许多建筑都有地下工事，那末灌注到顶部的这段桩在开挖后都要切除，这就给工程带来多余的工作量，并造成建筑材料的浪费，处理切除下来的废水泥桩又造成环境污染和处理成本。然而，这些需要切除的灌注桩的多余部分，在设计上事先就是已知，只要预先能够有效地控制灌注过程中砼面的标高，就可以只灌注到设计所需要的高度，从而克服上述的诸多麻烦，节约成本，减少浪费，同时也减少对环境的污染。

最近也出现了利用孔中压力变化来检测砼位的仪器，这种仪器其原理利用的是砼和孔中原有的泥浆的比重不同，利用压力传感器来感知砼位的出现，从而测定砼位。这种方法的缺点是传感器必须接触到砼，如果砼面离孔口比较远，就需要比较长的电缆或钢缆将传感器降下去，这给使用带来麻烦。

发明内容

本发明的目的在于：克服由于在灌注砼的过程中不能有效控制砼位，而对那些没有必要灌注到顶部的桩孔也要灌满，导致材料和人力方面的浪费，以及造成环境污染的问题；从而提供一种利用超声波遇到不同介质界面时会发生反射这一客观现象，对砼位进行远距离遥测的手段来检测灌注过程中砼位或砼标高的方法，该方法也可以克服接触式检测方法中的一些弊端。

本发明的目的还在于提供一种轻便化的灌注桩砼位超声波检测系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的灌注桩砼位超声波检测方法，包括以下步骤：

1)将超声波传感器吊放在待灌注砼的孔中，该超声波传感器在孔中吊放的深度D小于砼面深度H；也就是砼位应该位于超声波传感器2下方；超声波传感器2离开被测砼面的距离应保证砼面落在测量系统的作用范围内；

2)开启超声波传感器，向孔中灌注砼，所述超声波传感器不断发射超声波脉冲；

3)所述超声波传感器接收被砼面反射回来脉冲信号，并经信号电缆传输给地面仪表，地面仪表的信号处理单元测出从发射脉冲到收到砼面回波脉冲的时间间隔T，实时计算出当前砼面深度H＝V*T+D，其中V为所述超声波脉冲在泥浆中的声速；

4)当砼面深度H达到灌注桩砼位预定值时，停止灌注砼。

上述技术方案中，所述超声波脉冲的频率在20kHz到100kHz范围内。

上述技术方案中，所述超声波传感器发射的超声波脉冲是用正弦波填充的超声波脉冲或者是编码脉冲形式的超声波脉冲。

本发明提供的灌注桩砼位超声波检测系统包括：具有收发功能的超声波传感器，收发转换电路、接收电路、功率放大器、中央处理单元以及给系统供电的电源；在发射状态下，收发转换电路将超声波传感器与功率放大器接通，所述中央处理单元、功率放大器、收发转换电路和超声波传感器依次形成电连接通路；在接收状态下，所述收发转换电路将超声波传感器与接收电路接通，所述超声波传感器、收发转换电路、接收电路和中央处理单元依次形成电连接通路。

上述技术方案中，所述超声波传感器与收发转换电路之间由电缆连接。

上述技术方案中，收发转换电路为一模拟开关电路。

上述技术方案中，所述接收电路是一个用于放大回波信号，滤除干扰噪声的信号处理电路。

上述技术方案中，所述中央处理单元控制收发转换电路的发射、接收工作状态切换。

上述技术方案中，所述中央处理单元控制接收电路的增益太小和放大模式。

上述技术方案中，所述中央处理单元还分别接有与其他设备连接的通信接口和用于砼位数据实时显示的砼位显示单元。

本发明的优点在于：

1.本发明可以用于砼灌注过程中的砼位的实时监测，使用者可以在该设备的指导下控制砼位的实际灌注高度，从而有效的减少人力、物力的浪费，减少对环境造成的污染。

2.与依赖压力传感器的砼位检测方法相比，本发明的优点在于非接触砼面，而靠压力变化来检测的方法其传感器必须接触到砼面，因此它无法检测灌注过程中砼位的变化过程，也就无法实现动态检测。而本发明是在离开砼位一定高度(距离)上观测，所以可以实现动态检测。

3.本发明使用的是超声波，发射的超声波为短脉冲信号，能量很小，所以，整个系统用电很少，设备比较轻便，使用方便。

附图说明

图1超声波砼位检测过程示意图