CN108956774B - 一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，包括有以下步骤：1)首先根据被检测路面状况确定连接于无损探伤小车下方的探伤管数量n，n≥Tmin；2)在被检测路面的起点L0处、时刻t0,无损探伤小车开始启动并以速度v沿被检测路面行进时间t后，无损探伤小车在被检测路面的L1处停止，并通过高频超声波发生器通过探伤管底端的探头输入发射波B0；本发明能够使波形与路面破损程度相对应，做到定量分析检测波形与路面破损程度之间的关系，反映被检测路面的综合破损情况，并且可以通过重复测量增加数据可比性并且检测速度快，精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及路面破损探伤领域，具体属于一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法。
背景技术
落锤式弯沉仪简称FWD是目前国际上最先进的路面强度无破损检测设备之一，通过测定液压小车来启动落锤装置，是由一定质量的落锤从一定高度自由落下，该冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，记录小车将信号也即动态荷载作用下的动态弯沉值，测试数据可用于反算出路面结构层模量，但只能测量得到距荷载中心3～4米范围内的数据，不适用于对路网进行大范围长期跟踪观测；当前现有的超声成像扫描仪可在人工手动操作下对混凝土以及纤维增强混凝土进行厚度测量以及缺陷定位，但是仅限于某个检测点位的手动测量，难以适应大面积的连续性测量要求。
路面的破损不仅错综复杂，而且原因也很复杂，目前还没有普遍实用性的自动化的测量仪器可以使用，通常采用的方法有目测调查法、摄影记录法两种，其中目测调查法不仅费时费人，而且数据的可比性以及重复性都比较差；摄影记录法是采用摄像的方法记录路面的破损情况通过人工判读或图像识别的方法，确定损坏类型、严重程度和范围，摄影记录法的后期数据处理计算的工作量巨大，费用较高且相对误差也大。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，包括有以下步骤：
1)首先根据被检测路面状况确定连接于无损探伤小车下方的探伤管数量n，n≥Tmin；
2)在被检测路面的起点L0处、时刻t0,无损探伤小车开始启动并以速度v沿被检测路面行进时间t后，无损探伤小车在被检测路面的L1处停止，并通过高频超声波发生器通过探伤管底端的探头输入发射波B0，启动高度调节气缸带动压板压置探伤管顶端，使探伤管底端的探头与被检测路面接触，此时示波管显示L1处对应的波形；
3)波形处理器接收波形采集器采集的波形信息，并存储在L1处的n个示波管的波形
4)在L1处停止后，再启动无损探伤小车，以速度v沿被检测路面行进时间t后，在t2时刻无损探伤小车在被检测路面上处停止L2，启动高度调节气缸带动压板压置探伤管顶端，使探伤管底端的探头与被检测路面接触，此时示波管显示L2处对应的波形；
5)波形处理器接收波形采集器采集的波形信息，并存储在L2处的n个示波管的波形
6)重复上述步骤，直至无损探伤小车行进至被检测路面的终点，波形处理器存储在Li(i＝1，2...N)处的n个波形
7)根据被检测路面状况指数PCI判定路面破损情况，PCI＝100-15DRM，其中DR为路面综合破损率，M∈(0,1)为路面综合破损率指数，DR为路面综合破损率％，
其中bij为无损探伤小车在第i个检测点处、第j个示波管的波形，kij为无损探伤小车在第i个检测点处、第j个示波管波形的破损程度换算系数，kij∈(0,100％)由在第i个检测点处、第j个示波管的波形极值波峰百分比划分，极值波峰百分比由波峰值大于全部波峰值的均值划分，
为检测过程中的所有示波管波形。
所述的探伤管包括有外管体、示波管、信号接收放大器，外管体上部竖向滑动安装于无损探伤小车上，外管体上端带有凸台，外管体上部套装有弹簧，弹簧上端、下端分别顶压于凸台、无损探伤小车上，外管体底端设有探头，信号接受放大器输入端与探头相连接，信号接受放大器输出端与示波管相连接，示波管与波形采集器的输入接口相连接，波形采集器的输出接口与波形处理器相连接。
所述的无损探伤小车由驱动电机带动，并以速度v沿被检测路面的行进。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)本发明能够任意调节探伤管的个数对被检测路面的起讫点之间进行全线连续性检测，相较于现有设备只能够得到单个点、线处的检测数据，本发明的无损探伤小车可得到整个检测面或区域内的破损数据，从而显著提高了无损检测的信息量和准确性。
2)本发明能够使检测波形与路面破损程度相对应，做到定量分析检测波形与路面破损程度之间的关系，反映被检测路面的综合破损情况，并且可以通过重复测量增加数据可比性并且检测速度快，精度较高。
附图说明
图1为本发明的无损探伤小车结构示意图。
图中标号：1被检测路面，2无损探伤小车，3探伤管，4高度调节气缸，5压板，6示波管，7波形处理器，8波形采集器，9外管体，10信号接受放大器，11凸台，12弹簧，13探头，14上支撑杆，15下支撑杆，16导套，17高度调节弹簧，18滚轮，19平台框架。
具体实施方式
参见附图，一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，包括有以下步骤：
1)首先根据被检测路面1破损状况确定连接于无损探伤小车2下方的探伤管3数量n，n≥Tmin；
2)在被检测路面1的起点L0处、时刻t0,无损探伤小车2开始启动并以速度v沿被检测路面1行进时间t后，无损探伤小车2在被检测路面1的L1处停止，并通过高频超声波发生器通过探伤管3底端的探头13输入发射波B0，启动高度调节气缸4带动压板5压置探伤管3顶端，使探伤管3底端的探头13与被检测路面1接触，此时示波管6显示L1处对应的波形；
3)波形处理器7接收波形采集器8采集的波形信息，并存储在L1处的n个示波管6的波形
4)在L1处停止后，再启动无损探伤小车2，以速度v沿被检测路面1行进时间t后，在t2时刻无损探伤小车2在被检测路面1上L2处停止，启动高度调节气缸4带动压板5压置探伤管2顶端，使探伤管2底端的探头13与被检测路面1接触，此时示波管6显示L2处对应的波形；
5)波形处理器7接收波形采集器8采集的波形信息，并存储在L2处的n个示波管6的波形
6)重复上述步骤，直至无损探伤小车2行进至被检测路面1的终点，波形处理器7存储在Li(i＝1，2...N)处的n个波形
7)根据被检测路面状况指数PCI判定路面破损情况，PCI＝100-15DRM，其中DR为路面综合破损率，M∈(0,1)为路面综合破损率指数，DR为路面综合破损率％，
其中bij为无损探伤小车在第i个检测点处、第j个示波管6的波形，kij为无损探伤小车2在第i个检测点处、第j个示波管6波形的破损程度换算系数，kij∈(0,100％)由在第i个检测点处、第j个示波管6的波形极值波峰百分比划分，极值波峰百分比由波峰值大于全部波峰值的均值划分，
为检测过程中的所有示波管6波形。
探伤管3包括有外管体9、示波管6、信号接收放大器10，外管体9上部竖向滑动安装于无损探伤小车2上，外管体9上端带有凸台11，外管体9上部套装有弹簧12，弹簧12上端、下端分别顶压于凸台11、无损探伤小车2上，外管体9底端设有探头13，信号接受放大器10输入端与探头13相连接，信号接受放大器10输出端与示波管6相连接，示波管6与波形采集器8的输入接口相连接，波形采集器8的输出接口与波形处理器7相连接；
无损探伤小车2由驱动电机带动，并以速度v沿被检测路面1的行进。无损探伤小车2包括有平台框架19、数个支撑调节腿，平台框架19的顶板上安装有朝下的高度调节气缸4，高度调节气缸4的活塞杆连接有压板5，无损探伤小车2底部带有支撑调节腿，支撑调节腿包括有上支撑杆14、下支撑杆15，上支撑杆14上部竖向滑动安装于平台框架19的底板上，压板5压置于上支撑杆14上端，下支撑杆16上端固定安装有导套16，上支撑杆15下部外壁与导套16内壁之间滑动导向配合，上支撑杆14下端与下支撑杆16上端之间垫置有高度调节弹簧17，下支撑杆16底端安装有滚轮18。
Claims (3)
1.一种基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，其特征在于，包括有以下步骤：
1)首先根据被检测路面状况确定连接于无损探伤小车下方的探伤管数量n，n≥Tmin；所述无损探伤小车能够任意调节探伤管的个数，Tmin为探伤管的个数最小值；
2)在被检测路面的起点L0处、时刻t0,无损探伤小车开始启动并以速度v沿被检测路面行进时间t后，无损探伤小车在被检测路面的L1处停止，并通过高频超声波发生器通过探伤管底端的探头输入发射波B0，启动高度调节气缸带动压板压置探伤管顶端，使探伤管底端的探头与被检测路面接触，此时示波管显示L1处对应的波形；
3)波形处理器接收波形采集器采集的波形信息，并存储在L1处的n个示波管的波形
4)在L1处停止后，再启动无损探伤小车，以速度v沿被检测路面行进时间t后，在t2时刻无损探伤小车在被检测路面上处停止L2，启动高度调节气缸带动压板压置探伤管顶端，使探伤管底端的探头与被检测路面接触，此时示波管显示L2处对应的波形；
5)波形处理器接收波形采集器采集的波形信息，并存储在L2处的n个示波管的波形
6)重复上述步骤，直至无损探伤小车行进至被检测路面的终点，波形处理器存储在Li处的n个波形
其中i＝1，2...N；
7)根据被检测路面状况指数PCI判定路面破损情况，PCI＝100-15DRM，其中DR为路面综合破损率，M∈(0,1)为路面综合破损率指数，DR为路面综合破损率％，
其中bij为无损探伤小车在第i个检测点处、第j个示波管的波形，kij为无损探伤小车在第i个检测点处、第j个示波管波形的破损程度换算系数，kij∈(0,100％)由在第i个检测点处、第j个示波管的波形极值波峰百分比划分，极值波峰百分比由波峰值大于全部波峰值的均值划分，
为检测过程中的所有示波管波形。
2.根据权利要求1所述基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，其特征在于，所述的探伤管包括有外管体、示波管、信号接收放大器，外管体上部竖向滑动安装于无损探伤小车上，外管体上端带有凸台，外管体上部套装有弹簧，弹簧上端、下端分别顶压于凸台、无损探伤小车上，外管体底端设有探头，信号接受放大器输入端与探头相连接，信号接受放大器输出端与示波管相连接，示波管与波形采集器的输入接口相连接，波形采集器的输出接口与波形处理器相连接。
3.根据权利要求1所述基于超声脉冲的路面自调节无损探伤小车的检测方法，其特征在于，所述的无损探伤小车由驱动电机带动，并以速度v沿被检测路面的行进。
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