CN104316601A - 一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机及其工作原理 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机及其工作原理，包括手机和检测设备，手机具有手机处理芯片以及手机显示屏；检测设备具有发射单元、接收单元、超声波发射探头和超声波接收探头；发射单元内部具有超声波发射模块，接收单元内部具有超声波接收模块，发射单元连接超声波发射探头，接收单元连接超声波接收探头；接收单元内中还具有信号处理模块；通过手机与检测设备相结合，通过发射接收超声波，并通过信号处理模块提取超声波的一系列参数，测得楼层内部的裂缝深度，并判断裂缝是否存在安全隐患，给人们生活提供了一层安全保障，随着手机等移动终端设备的普及，该功能将应用更加广泛，更大程度减少楼层塌陷等事故的发生。

Description

一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机及其工作原理

技术领域

本发明涉及一种楼层检测的技术领域，尤其涉及一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机及其工作原理。

背景技术

新闻上经常会报道楼层坍塌造成人员伤亡等严重事故，如何采取有效措施避免这些问题也越来越受到人们的关注。因此，定期检测楼层裂缝等缺陷，发现存在安全隐患及时采取措施可有效地避免事故的发生。

在现实生活中，大部分家庭不会单独购买超声波检测仪等检测内部缺陷的设备，而手机等移动终端设备也越来越离不开人们的生活。因此，将检测楼层内部缺陷的功能添加到手机等终端设备中，经济实惠，方便快捷，人们可以方便地进行操作，及时检测并采取相应的措施，起到避免楼层坍塌等事故的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机及其工作原理，以达到及时检测并采取相应措施，避免发生事故的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机，包括手机和检测设备，所述手机和所述检测设备可拆卸连接，其中，

所述手机具有手机处理芯片以及手机显示屏；

所述检测设备具有发射单元、接收单元、超声波发射探头和超声波接收探头；

所述发射单元内部具有超声波发射模块，所述接收单元内部具有超声波接收模块，所述发射单元连接所述超声波发射探头，所述接收单元连接所述超声波接收探头；

所述接收单元内中还具有信号处理模块。

上述具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其中，所述检测设备具有插头，所述手机具有插孔，所述检测设备通过插头插入所述手机插孔内。

上述具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其中，所述手机内部还具有存储模块，用于存储所述收集处理芯片处理后的数据结果。

上述具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其中，所述手机处理芯片具有处理模块，所述处理模块与所述存储模块通信连接。

上述具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其中，所述手机显示屏与所述手机处理芯片连接。

上述具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其中，所述手机处理芯片与所述发射单元、所述接收单元之间通信连接。

还包括一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机的工作原理，其中，所述工作原理包括以下步骤；

步骤1：在楼层中裂缝附近完好的表面选择一校准距离，将所述超声波发射探头和所述超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，校准距离设为2a，所述发射单元通过所述超声波发射探头发射超声波，所述超声波接收探头接收超声波并发送至所述接收单元，所述信号处理模块对接收的超声波的波形进行采样提取传播时间或速度、接收波的振幅和频率等参数，最后通过手机处理芯片测出超声波通过2a的时间为T₀；

步骤2：同理，将楼层中裂缝两端的距离作为校准距离，将所述超声波发射探头和所述超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，所述超声波发射探头和所述超声波接收探头至裂缝的距离都为a，通过手机处理芯片测出超声波通过裂缝的时间为T_C；

步骤3：通过公式d＝a[(T_c-T₀)²-1]^0.5测得裂缝的深度，将结果输出到所述手机显示屏上，并判断测得的深度是否存在安全隐患。

本发明由于采用了上述技术，产生的积极效果是：

本发明通过手机与检测设备相结合，通过发射接收超声波，并通过信号处理模块提取超声波的一系列参数，测得楼层内部的裂缝深度，并判断裂缝是否存在安全隐患，给人们生活提供了一层安全保障，随着手机等移动终端设备的普及，该功能将应用更加广泛，更大程度减少楼层塌陷等事故的发生。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的实施例中检测楼层中没有裂缝区域的结构简图；

图2为本发明的实施例中检测楼层中裂缝区域的结构简图；

图3为本发明的工作原理步骤示意图；

图4为本发明的手机与检测设备的模块系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一

请结合图1至图4所示，本发明的一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机，包括手机和检测设备，手机和检测设备可拆卸连接，其中，

手机具有手机处理芯片以及手机显示屏；

检测设备具有发射单元、接收单元、超声波发射探头和超声波接收探头；

发射单元内部具有超声波发射模块，接收单元内部具有超声波接收模块，发射单元连接超声波发射探头，接收单元连接超声波接收探头；

接收单元内中还具有信号处理模块。

本发明在上述基础上还具有以下实施方式，请继续参见图1至图4所示，

本发明的进一步实施例中，检测设备具有插头，手机具有插孔，检测设备通过插头插入手机插孔内。

本发明的进一步实施例中，手机内部还具有存储模块，用于存储收集处理芯片处理后的数据结果。

本发明的进一步实施例中，手机处理芯片具有处理模块，处理模块与存储模块通信连接。

本发明的进一步实施例中，手机显示屏与手机处理芯片连接。

本发明的进一步实施例中，手机处理芯片与发射单元、接收单元之间通信连接。

使用者可根据以下说明进一步的认识本发明的特性及功能，

本发明的工作原理如下：

超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超声波波长时，则超声波在缺陷上反射回来，接收反射的波形，处理后可将声时、振幅等参数提取出来，之后计算裂缝的宽度、深度等参数；如缺陷的尺寸甚至小于波长时，声波将绕过缺陷而不能反射。

超声波在固体中的传输损失很小，探测深度大，由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过电路处理，根据波形的特征可以计算判断缺陷在材料中的深度、位置和形状。

超声波遇裂缝或空洞时，其测得的声时、振幅、频率必将与正常混凝土有差别。

声速即超声波在材料中传播的速度，楼层的主要材料为混凝土，若混凝土内部有缺陷(孔洞、蜂窝体)，则该处混凝土的声速将比正常部位低。当超声波穿过裂缝而传播时，所测得的声速也将比无裂缝处声速有所降低，声时和声速成反比。

接收波振幅通常指首波，即第一个波前半周的幅值，接收波的振幅与接收换能器(探头)处被测介质超声声压成正比，所以接收波振幅值反映了接收到的声波的强弱。在发射出的超声波强度一定的情况下，振幅值的大小反映了超声波在混凝土中衰弱的情况，对于内部有缺陷或裂缝的混凝土，由于缺陷、裂缝使超声波反向或绕射，振幅也将明显减小。

而本发明利用超声波特性对楼层地板、墙体内部缺陷等进行检测，并将检测的结果通过手机等终端的显示屏提供给用户，一般家庭用户楼层地板、墙体等材料为混凝土。超声波传播速度的快慢与混凝土的密实程度有直接关系。利用脉冲波在混凝土中传播时间或速度、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判断混凝土的缺陷。当内有空洞或裂缝存在时，声波只能绕过空洞或裂缝，会导致一系列参数的变化，对这些参数和没有缺陷时的参数进行比较，将检测结果反馈到手机界面，并判断是否存在缺陷，当缺陷存在安全隐患时报警给手机用户，方便用户及时采取措施。

由于楼层的特殊性，主要采用单面检测法。

单面检测法是当构件的截面很大或只有开裂的一个表面能够安放探头时沿面检测裂缝的一种方法。

参见图1、3、4所示，在楼层中裂缝附近完好的表面选择一校准距离，将超声波发射探头和超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，校准距离设为2a，发射单元通过超声波发射探头发射超声波，超声波接收探头接收超声波并发送至接收单元，信号处理模块对接收的超声波的波形进行采样提取传播时间或速度、接收波的振幅和频率等参数，最后通过手机处理芯片测出超声波通过2a的时间为T₀；

参见图2、3、4所示，同理，将楼层中裂缝两端的距离作为校准距离，将超声波发射探头和超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，超声波发射探头和超声波接收探头至裂缝的距离都为a，通过手机处理芯片测出超声波通过裂缝的时间为T_C；

如果裂缝与表面正交，以声波通过前后两处混凝土所传播的速度相等为条件，通过公式d＝a[(T_c-T₀)²-1]^0.5测得裂缝的深度，将结果输出到手机显示屏上，并判断测得的深度是否存在安全隐患；

事实上，在实际应用过程中，不可能是上述的理想状态。可以采用现有的一些专业超声波探伤仪做些相关的实验推测出多种情况下的裂缝宽度，深度的公式，做实验时方法也不需要局限于理论上的方法，比如，发射探头和接收探头与裂缝的距离可以不等距，多种情况进行检测，推导出一个通用的公式，便于将探伤的功能添加到手机中。

实施例二

在本实施例中，手机可以为其他终端设备，检测设备可以采用红外成像技术进行检测，相应的超声波模块需改为热成像模块，利用红外热成像技术可以测得楼层内部的裂缝形状，包括长度、宽度以及深度，将结果输出到终端设备的显示屏上，并判断测得的深度是否存在安全隐患。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机，包括手机和检测设备，所述手机和所述检测设备可拆卸连接，其特征在于，

所述手机具有手机处理芯片以及手机显示屏；

所述检测设备具有发射单元、接收单元、超声波发射探头和超声波接收探头；

所述发射单元内部具有超声波发射模块，所述接收单元内部具有超声波接收模块，所述发射单元连接所述超声波发射探头，所述接收单元连接所述超声波接收探头；

所述接收单元内中还具有信号处理模块。

2.根据权利要求1所述的具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其特征在于，所述检测设备具有插头，所述手机具有插孔，所述检测设备通过插头插入所述手机插孔内。

3.根据权利要求1所述的具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其特征在于，所述手机内部还具有存储模块，用于存储所述收集处理芯片处理后的数据结果。

4.根据权利要求1所述的具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其特征在于，所述手机处理芯片具有处理模块，所述处理模块与所述存储模块通信连接。

5.根据权利要求1所述的具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其特征在于，所述手机显示屏与所述手机处理芯片连接。

6.根据权利要求1所述的具有楼层内部缺陷检测功能的手机，其特征在于，所述手机处理芯片与所述发射单元、所述接收单元之间通信连接。

7.一种具有楼层内部缺陷检测功能的手机的工作原理，其特征在于，所述工作原理包括以下步骤；

步骤1：在楼层中裂缝附近完好的表面选择一校准距离，将所述超声波发射探头和所述超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，校准距离设为2a，所述发射单元通过所述超声波发射探头发射超声波，所述超声波接收探头接收超声波并发送至所述接收单元，所述信号处理模块对接收的超声波的波形进行采样提取传播时间或速度、接收波的振幅和频率等参数，最后通过手机处理芯片测出超声波通过2a的时间为T₀；

步骤2：同理，将楼层中裂缝两端的距离作为校准距离，将所述超声波发射探头和所述超声波接收探头分别安置于校准距离的两端，所述超声波发射探头和所述超声波接收探头至裂缝的距离都为a，通过手机处理芯片测出超声波通过裂缝的时间为T_C；

步骤3：通过公式d＝a[(T_c-T₀)²-1]^0.5测得裂缝的深度，将结果输出到所述手机显示屏上，并判断测得的深度是否存在安全隐患。