[发明专利]使用超声波检测混凝土结构内部缺陷的无损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用超声波检测混凝土结构内部缺陷的无损检测装置，特别是用于确定混凝土内部的均质性是否存在缺陷的无损缺陷检测装置，例如，用于传输探头和接收探头的约100米长的柱子。超声波可用于确定混凝土中的缺陷存在与否以及混凝土的强度。通过将超声波应用于目标物体并测量目标物体反射波的强度和位置，以确定混凝土中的缺陷存在与否以及该混凝土的尺寸。

背景技术

【参考文献1】韩国第10-0478105号专利(2005年3月11日)；

【参考文献2】韩国第10-0439334号专利(2004年6月28日)；

【参考文献3】韩国第10-0685178号专利(2007年2月14日)；

【参考文献4】韩国第10-0769627号专利(2007年10月17日)。

超声波无损检测是一种通过将超声波应用于目标物体，测量目标物体反射波的强度和位置以检测目标物体中的缺陷存在与否以及该目标物体尺寸的技术。超声波无损检测广泛应用于包括工业设施、桥梁、隧道、港口、维修设施、工程建筑和部分材料，以及桥梁和土木工程建筑的施工、修复和维护的精密诊断。例如，可通过超声波测量如现场安装的柱子、沉箱的防水壁或大体积混凝土砌块的每个位置的施工状态、内部混凝土缺陷和安定性、以及混凝土强度。

基于超声波在混凝土中具有在90KHz频率下传播速度约为3,500～4,000米/秒的原理，本发明提供一种混凝土无损检测装置，用于检测异物，如混凝土中的泥土、沙子、粘土、材料的分离和气孔。

一旦在无缺陷、均质的混凝土的埋管之间确定出间距，用埋管间距除以传播时间就可计算出精确的超声波速度。当其用于比较穿过混凝土的超声波速度时是有用的。由此产生的数据可以显著地用于确定混凝土的弹力和密度，从而有效地测量该混凝土的均质性。

由于近年来海上建筑和陆地建筑规模渐大，它们的深度和尺寸也逐渐变大。因此，在这些建筑的设计阶段引入大直径的柱子以满足支撑这些建筑的柱子的承载能力。

当使用传统的混凝土无损检测装置检测埋入地下的混凝土桩时，该混凝土桩可能距地面2米或更高。因此，需要使用梯子测量该混凝土桩，且由于通信电缆而使测量变得困难。

此外，由于在野外环境中使用的电缆的老化或断裂原因，作为超声波测量数据的材料可能会有缺陷，现场测量可能会需要3名或更多的工作人员。由于传统的混凝土无损检测装置需要外部直流电源作为例如主板的组件，所以需要外部电源或者发电机。此外，由于外部噪音通过直流电源的接口电缆和电流泄漏进入，噪音会被计入测量中。由于传统混凝土无损检测装置主体巨大、沉重并且外围设备过大，例如，通信电缆和每个重达20kg的五个电缆卷筒，很难将其运送到野外或者其他测量地点。

由于传统的无损检测装置通过热敏打印机简单输出现场测量，检查该测量，以及将其存储，其在复制和模拟上有局限性。更糟糕的是，该测量数据只能进行简单的图像处理。因此。对于评估混凝土的安定性和分析混凝土内部缺陷的成因更为困难和不方便。

发明内容

本发明实施例的一个方面涉及至少提出问题和/或不足、以及提供至少如下描述的优势。因此，本发明实施例的一个方面是启动系统的射频(RF)无线数据通信，以消除接口电缆，从而使整个设备小型化、低能耗和数字化。根据本发明，使用ZiaBee与主体进行无线通信.

考虑到尽管无线高保真技术(WiFi)具有长距离传输通信数据的优势，但由于需承受很大的噪音干扰以及对于基站的要求，该技术在本发明中并不可行。另一方面，蓝牙技术虽然具有很高的线性度，但其仅能在短距离操作，因此其在本发明中也不可行。在此情况下，本发明采用ZigBee技术作为无线通信方案。尽管ZigBee技术的线性度较弱，但其具有低功率、简化系统和良好导向性的益处。本发明采用ZigBee技术是因其在短距离通信上没有线性问题。ZigBee通信具有噪音小、问题少并且能进行大量数据通信。

考虑到本发明中的装备需要较长距离输送的性质，由于蓝牙技术侧重于数米内的短距离通信，其不适用于本发明。相反，ZigBee设备能在节点间快速的切换通信以及切换频道，从而每个模块可连接于16位节点。因此，ZigBee技术确定为最适于本发明。

相比于WiFi信号，由于严重的噪音，其可能很难被转化为清晰的图像，而本发明的ZigBee信号能被转化为清晰的、无噪音的断层图像(断层)。