[发明专利]一种声测管弯曲声速修正装置与方法

说明书

一种声测管弯曲声速修正装置与方法，该装置包括：声波检测仪和探头，声波检测仪包括：计算机、高压发射与控制模块、程控放大与衰减模块以及A/D转换与采集模块，探头包括：测斜设备、收发一体换能器、滑珠、电缆接口、压入弹簧。探头通过连接电缆与声波检测仪连接，声波检测仪中的计算机根据探头上的测斜设备所测得的测斜数据，结合桩顶处两根声测管外壁间净距以及声测管的内、外径数据可计算出所测剖面每一测线处的真实测距，再根据扣除测试系统延时、几何因素声时修正值后的桩身混凝土中的传播声时，可计算得到所测剖面每一测线处的真实声速。本发明剔除了由于声测管弯曲所引起的声速测量误差，极大的提高了声波透射法检测混凝土灌注桩桩身质量的精度。

技术领域

本发明公开一种声速修正装置与方法，特别是一种混凝土灌注桩声波透射法检测声测管弯曲声速修正的装置与方法，属于建设工程基桩桩身完整性检测领域。

背景技术

声波透射法检测混凝土灌注桩桩身完整性的原理是事先在桩内预埋若干根相互平行的声测管，作为超声波接收和发射换能器的通道，检测时在一根管内放入声波发射换能器，在另一根管内放入声波接收换能器，两个换能器自下而上同步提升，通过实测声波在桩身混凝土介质中传播的声时、声速、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，从而对桩身混凝土质量进行检测。根据两管内换能器高程的变化，又可分为平测、斜侧、扇形扫测等方式，一般较为常用的方式为平测。

声速是指声波在混凝土中的传播速度，它是混凝土声学检测中的一个主要参数，与混凝土的质量、强度、弹性性质等息息相关，一般认为声速较低说明桩身混凝土质量存疑。在测试时，声速不是直接测量得到的，而是根据声测管外壁间净距和声时推算出来的，因此声速的测试精度取决于声测管外壁间净距和声时的测试精度。在混凝土灌注桩桩身完整性检测中，一般是用桩顶处的声测管外壁间净距来代表整个测试剖面内各测线处的声测管外壁间净距，因此声测管的平行度对声速测试精度的影响是相当大的。但是，实际上在混凝土灌注桩施工过程中会很容易产生声测管弯曲、扭曲，从而产生较大挠度的现象，在这种情况下，如果还使用桩顶处声测管外壁间的净距来代表整个剖面的声测管外壁间净距来计算各个测线的声速，那么计算出来的声速是存在较大误差的，严重的甚至会影响到桩身混凝土质量的判定。

发明内容

针对上述提到的现有技术中声测管弯曲时声速测定存在较大误差的缺点，本发明提供一种声测管弯曲声速修正装置与方法，其采用特殊设计的探头和声波检测仪结构，其采用换能器结合测斜设备的设置方式，可剔除由于声测管弯曲所引起的声速测量误差，从而极大的提高了声波透射法检测混凝土灌注桩桩身质量的精度。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种声测管弯曲声速修正装置，该装置包括声波检测仪和探头，探头通过连接电缆与声波检测仪连接，声波检测仪包括计算机、高压发射与控制模块、程控放大与衰减模块以及A/D转换与采集模块，高压发射与控制模块与计算机连接，一个探头通过连接电缆和高压发射与控制模块连接，程控放大与衰减模块通过连接电缆和另一个探头连接，程控放大与衰减模块和A/D转换与采集模块连接，A/D转换与采集模块连接在计算机上，探头包括测斜设备和收发一体换能器，测斜设备和收发一体换能器固定安装在探头主体上。

一种声测管弯曲声速修正方法，该方法采用如上述的声测管弯曲声速修正装置，该方法包括下述步骤：

S1、测斜数据采集：分别将两个探头缓慢下放至两根声测管底部，滑珠分别控制两个探头处于两根声测管中心位置，两个探头上的测斜设备分别获得两根声测管中心的测斜数据，通过连接电缆分别将测斜数据传输至计算机，获得两根声测管中心的空间分布曲线；

S2、建立所测剖面三维模型：精确量测桩顶处两根声测管外壁间净距，输入声波检测仪，声波检测仪中的计算机结合已输入的两根声测管内、外径数据以及由步骤S1获得到的两根声测管中心空间分布曲线，建立所测剖面的三维模型；