[发明专利]一种预应力管道注浆密实度浮点采集系统和方法

权利要求书

1.一种预应力管道注浆密实度浮点采集系统，其特征在于，所述采集系统包括浮点采集器、单分量加速度传感器、扫频激发器以及供电电源；

所述浮点采集器通过四芯线缆与单分量加速度传感器连接，浮点采集器通过两芯线缆与扫频激发器连接，供电电源分别为浮点采集器、单分量加速度传感器、扫频激发器提供电源；

所述浮点采集器包括浮点采集控制电路、四路浮点采集电路以及采集电源电路，所述四路浮点采集电路包括浮点采集电路一、浮点采集电路二、浮点采集电路三以及浮点采集电路四，所述浮点采集控制电路分别与浮点采集电路一、浮点采集电路二、浮点采集电路三、浮点采集电路四连接，供电电源经所述采集电源电路分别为浮点采集控制电路、浮点采集电路一、浮点采集电路二、浮点采集电路三、浮点采集电路四提供电源；

所述单分量加速度传感器包括四路单分量加速度传感器和传感器电源电路，所述四路单分量加速度传感器包括单分量加速度传感器一、单分量加速度传感器二、单分量加速度传感器三以及单分量加速度传感器四，供电电源经所述传感器电源电路分别为单分量加速度传感器一、单分量加速度传感器二、单分量加速度传感器三、单分量加速度传感器四提供电源；

所述浮点采集电路一通过四芯线缆中的芯1与单分量加速度传感器一相连接；

所述浮点采集电路二通过四芯线缆中的芯2与单分量加速度传感器二相连接；

所述浮点采集电路三通过四芯线缆中的芯3与单分量加速度传感器三相连接；

所述浮点采集电路四通过四芯线缆中的芯4与单分量加速度传感器四相连接。

2.一种预应力管道注浆密实度浮点采集方法，其特征在于，所述采集方法具体包括以下步骤：

S1、利用浮点采集控制电路对扫频激发器进行控制，使得扫频激发器产生均匀线性变化的弹性波振动信号，其中扫频频率的范围为f_min～f_max，并在扫频激发器上设置最小频率f_min、最大频率f_max、频率变化量Δf。

S2、四路浮点采集电路对弹性波振动信号进行采集时，同时对弹性波振动信号的采样间隔进行计算，并设置扫频激发器在扫频过程中某频率的下一个周期采样点数为M个、总采样点数为N个，总采样点数N是周期采样点数M的整数倍；

S3、扫频激发器根据步骤S1、S2设置后开始产生冲击弹性波振动信号，同时单分量加速度传感器执行变采样间隔采集弹性波振动信号数据；

S4、将步骤S3得到的弹性波振动信号数据进行计算得到相关系数，从而判断出注浆质量。

3.如权利要求2所述的一种预应力管道注浆密实度浮点采集方法，其特征在于，所述步骤S2中对采样间隔进行计算的具体过程为：

A1、当扫频频率递增时，由步骤S1可知，第i点的扫频频率为f_i＝f_min+Δf×i，第i点扫频周期为故第i点的采样间隔

A2、当扫频频率递减时，由步骤S1可知，第i点的扫频频率为f_i＝f_max-Δf×i，第i点扫频周期为故第i点的采样间隔

4.如权利要求2所述的一种预应力管道注浆密实度浮点采集方法，其特征在于，所述步骤S4将弹性波振动信号数据计算得到相关系数的具体步骤为：

B1、利用矩形排列的单分量加速度传感器R1、R2、R3、R4在桥梁板表面沿预应力管道方向移动采集信号。

B2、利用以下公式计算检波器R1、R2和R3、R4接收的信号的相关系数r_ij：

其中z_it、z_jt是4个单分量加速度传感器中任意两个单分量加速度传感器(i、j)所接收到的实测信号序列，信号序列样点个数为N，是实测信号序列平均值，r_ij是两个实测信号序列相关系数；

B3、利用步骤B2计算得到相关系数r₁₂和r₃₄，并利用r2＝(r₁₂+r₃₄)/2计算两相关系数的平均值；

B4、利用步骤B2计算得到相关系数r₁₃、r₁₄、r₂₃、r₂₄，并计算得到四相关系数的平均值r4＝(r₁₃+r₁₄+r₂₃+r₂₄)/4；

B5、当r2和r4均大于0.7时判定预应力管道注浆均匀。