[发明专利]一种基于声波透射法的基桩完整性检测系统

权利要求书

1.一种基于声波透射法的基桩完整性检测系统，其特征在于，包括现场检测模块、通讯传输模块、云计算模块；所述现场检测模块通过所述通讯传输模块连接至所述云计算模块；

所述现场检测模块包括超声波检测仪；所述超声波检测仪连接至所述通讯传输模块；所述超声波检测仪包括控制器、发射换能器、接收换能器；所述发射换能器和所述接收换能器分别通过电缆连接至所述控制器；

所述控制器，用于在接收到用户的发送指令时，发送声波发射指令至所述发射换能器，接收所述接收换能器的波能数据，接收用户输入的工程资料；

所述发射换能器设置于欲检测基桩的第一声测管内，用于在所述第一声测管内上下移动，根据所述声波发射指令向所述接收换能器发射声波；所述声波发射指令指示声波发射的频率和时间周期；

所述接收换能器设置于所述欲检测基桩的第二声测管内，用于在所述第二声测管内上下移动，接收所述发射换能器发射的声波，并将接收到的声波转换成波能数据传输至所述控制器；所述接收换能器与所述发射换能器处于同一高度并同时上下移动；所述工程资料包括所述第一声测管和所述第二声测管之间的中心距、所述欲检测基桩的混凝土的压缩波速；

所述波能数据包括所述接收换能器在多个检测剖面不同高度位置接收到的所述发射换能器发射的声波的波能和声时；所述声时为声波到达所述接收换能器的时间；所述检测剖面由所述欲检测基桩内的任意两根声测管组成；

所述云计算模块用于执行以下步骤实现对所述波能数据和所述工程资料的数据分析，判断所述欲检测基桩的完整性程度：

S1、计算所述接收换能器在预设时间内第i检测剖面第j高度位置接收到的所述发射换能器发射的声波的总波能M_ij，计算公式如下：

其中：i、j、k和n均为正整数；A_p(ζ)为所述接收换能器在ζ声时接收的波能；为所述接收换能器在第i检测剖面第j高度位置的第k时刻接收到的声波的声时，其中l_i为第i检测剖面两声测管之间的中心距，V_p为所述欲检测基桩的混凝土的压缩波速；M_ij为第i检测剖面第j高度位置在时间段内的总波能，且为所述发射声波的时间周期的4～6倍；

S2、使用梯形积分方法对所述总波能M_ij的计算公式进行求解，公式如下：

其中：m为正整数；Δt为所述接收换能器接收所述声波的时间步长；

S3、对所述总波能M_ij进行无量纲处理，得到所述接收换能器在预设时间内第i检测剖面第j高度位置接收的无量纲总波能计算公式如下：

S4、将所述无量纲总波能与预设阈值比较，当所述无量纲总波能小于所述预设阈值时，所述云计算模块判定所述欲检测基桩的所述第i检测剖面的第j高度位置存在缺陷；否则，所述云计算模块判定所述欲检测基桩的所述第i检测剖面的第j高度位置正常；

所述通讯传输模块，用于在接收到用户的传输指令时，将所述现场检测模块的所述波能数据、所述工程资料传输至所述云计算模块；

所述云计算模块，用于使用预设的波能分析方法对所述波能数据和所述工程资料进行数据分析，判断所述欲检测基桩的完整性优劣程度。

2.根据权利要求1所述的基于声波透射法的基桩完整性检测系统，其特征在于，所述云计算模块还用于执行以下步骤实现所述预设阈值的设定：

S5、通过执行步骤S1-S3得到所述接收换能器在第i检测剖面的h个高度位置接收得到的无量纲总波能

S6、将所有所述无量纲总波能进行排序后，剔除h′个最小数值和h′个最大数值，计算所述接收换能器在第i检测剖面接收的平均相对总波能计算公式如下：

其中，h和h′为正整数，且h′＝2h/5；

S7、将设置为所述预设阈值。

3.根据权利要求1所述的基于声波透射法的基桩完整性检测系统，其特征在于，所述现场检测模块还包括摄影模块，所述摄影模块连接至所述通讯传输模块，所述摄影模块用于在操作人员对所述欲检测基桩进行检测时录制现场的音视频数据，并将所述音视频数据通过所述通讯传输模块传输至所述云计算模块。