[发明专利]多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统及方法

权利要求书

1.一种多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统，其特征在于，包括高压脉冲发射模块、信号处理模块、探头升降系统、超声探头、深度计数器、主机；

所述信号处理模块、探头升降系统、深度计数器均与主机互连；同时，主机和高压脉冲发射模块单向发送控制信息；多个超声探头均是由超声波换能器组成，超声波换能器分别与高压脉冲发射模块和信号处理模块连接，通过主机控制决定超声探头的发射和接收；

所述探头升降系统包含缆线、步进电机、导线槽，根据主机指令使步进电机通过缆线带动超声探头升降，缆线置于导线槽中，每个导线槽上都装有深度计数器，深度计数器通过导线连接超声探头；主机通过深度计数器对高电平的计数确定超声探头在基桩中的Z轴的坐标；通过人工测量基桩表面的基桩半径、各个声测管在基桩具体位置，将测量数据输入主机，主机确定基桩平面X，通过超声探头从管道的顶部下降到底部来确定基桩中的Z轴位置，主机建立基桩的三维立体模型；

超声探头为收发一体式；四通道的超声探头探测方式为：

首先超声探头1发射信号，超声探头2、3、4向下移动接收信号，主机一边控制超声探头向下移动一边实时对比桩基数据和相对标准数据，直到坏点信号消失；

主机再控制步进电机回到坏点处，然后超声探头1继续发射信号，超声探头2、3、4一边向上移动一边接收信号，主机对比此时的桩基数据和标准数据，直到坏点数据消失；再由超声探头2发射，超声探头1、3、4接收；超声探头3发射，超声探头1、2、4接收；超声探头4发射，超声探头1、2、3接收；

再将超声探头向上移动到坏点位置处，主机控制超声探头1发射信号，超声探头2、3、4向上移动接收信号，主机一边控制超声探头向下移动一边实时对比此时的桩基数据和相对标准数据，直到坏点信号消失；

主机再控制步进电机回到坏点处，然后超声探头2继续发射信号，探头1、3、4一边向上移动一边接收信号，主机对比此时的桩基数据和标准数据，直到坏点数据消失；再由超声探头3发射，超声探头1、2、4接收；超声探头4发射，超声探头1、2、3接收；

若有m个超声探头则接收到2m(m-1)组数据，然后根据坏点和超声探头的位置来确定坏点在基桩中的位置，最后主机通过对坏点数据的分析，根据坏点位置与多个超声探头的位置关系，在基桩模型中将坏点位置、大小表示出来。

2.根据权利要求1所述的多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统，其特征在于，所述深度计数器由红外光电计数器和涂有间隔的黑白涂料的缆线组成，利用黑白条纹对红外线的不同反射能力把不同光强转换为电流信号，最后通过电阻转换为可供主机识别的高低电平，当遇到黑线反射的红外线很弱，则输出高电平；当遇到白线反射的红外线很强，则输出低电平。

3.根据权利要求1所述的多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统，其特征在于，主机建立基桩的三维立体模型，通过坏点信息和各个超声探头的位置关系来确定坏点在桩基中的位置并且在基桩的模型中标记出来。

4.根据权利要求1所述的多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统，其特征在于，主机为基于STM32芯片的嵌入式系统。

5.根据权利要求1所述的多管道超声无损检测及三维建模定位坏点的自动检测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括依次相连的限幅电路、放大电路、滤波电路、可变增益放大电路、模数转换电路。