CN114624336B - 基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法，涉及土木工程检测技术领域，包括隔音轮，所述隔音轮包括轮体和握把，所述握把的一端穿过所述轮体，所述握把的另一端设置有接头固定块，所述轮体与所述握把的连接处设置有推力轴承，所述轮体的两侧设置有固定板，所述轮体的周边设置有多个拾音器；本发明提出的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法大大地提高了物体的检测效率，同时提高物体检测的准确性。

Description

基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法

技术领域

本发明涉及土木工程检测技术领域，具体而言，涉及一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法。

背景技术

冲击回波法，是属于冲击弹性波的一种方法，其主要利用的是弹性波的反射特性。在测试时，传统的方式是将加速度传感器紧贴于被测物表面，然后在其旁边用一个激振锤敲击产生弹性波。由于冲击弹性波的检测的精度较高的特点，近年来对冲击弹性波的运用越来越广，在桥梁、隧道等领域相关的检测仪器中的使用也越来越多。

在现有技术中，由于基于冲击回波声频法的检测方法其主要注意的是拾音器与周围环境之间的隔音效果，因此其在拾音器周围有较多的隔音材料（主要为硅胶），其在进行测试时，必须先将拾音器与隔音材料组成的“拾音筒”紧贴于被测物表面并常常需要人为用手将其按住，确保其“隔音良好”，然后利用激振锤敲击被测物表面，产生弹性波，并被其所接收到。然而，这种方式需要人工操作或互动，大大降低了其测试效率。

基于此，提供一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法，其能够提高物体的检测效率，同时提高物体检测的准确性。

本发明的技术方案为：

第一方面，本申请提供一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置，其包括隔音轮，上述隔音轮包括轮体和握把，上述握把的一端穿过上述轮体，上述握把的另一端设置有接头固定块，上述轮体与上述握把的连接处设置有推力轴承，上述轮体的两侧设置有固定板，上述轮体的周边设置有多个拾音器。

进一步地，上述接头固定块设置有线缆接头。

进一步地，上述轮体的外围包裹设置有隔离垫，上述隔离垫为软质硅胶垫。

进一步地，还包括多通道采集系统和信号筛选器，上述多通道采集系统和上述信号筛选器设置于上述轮体内并通过上述拾音器相互连接。

进一步地，还包括信号分析模块，上述信号分析模块设置于上述信号筛选器内并与上述信号筛选器电连接。

第二方面，本申请提供了一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，其包括以下步骤：

在隔音轮的四周设置拾音器并通过拾音器同时采集被测物体的多个信号；

利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步以得到同步结果；

将同步结果通过分类模块进行分类以得到分类结果；

将分类结果通过信号筛选器进行筛选以得到筛选结果；

通过信号分析模块对筛选结果进行分析以得到被测物体的参数指标。

进一步地，利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步的步骤包括：

利用多通道采集系统同时采集多个通道的信号；

将同时采集到的多个通道的信号按时间线进行同步以得到每个时间点的同步结果。

进一步地，将同步结果通过分类模块进行分类的步骤包括：

将上述同步结果按时间线进行数据切割分段以形成多个时间单元；

将多个时间单元分别按照通道划分以得到多个独立单元；

根据隔音轮转动的角度以及波形对多个独立单元进行分类以得到分类结果。

进一步地，信号分析模块包括预处理单元和统计单元，上述预处理单元用于将接收的上述筛选结果进行数据预处理后传输至上述统计单元，上述统计单元依据预处理后的上述筛选结果形成被测物体的参数指标。

相对于现有技术，本发明的至少具有如下优点或有益效果：

本发明提供了一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法，通过在隔音轮上设置多个拾音器以及对应的多个信号检测通道，可将同时采集到的多个信号进行同步，再通过分类模块进行分类，然后将分类结果通过信号筛选器进行筛选，最后通过信号分析模块进行分析即可得到被测物体的参数指标，大大提高了物体的检测效率，同时提高了物体检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置的示意性结构图；

图2为本发明实施例3的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法的示意性结构框图。

图标：1、隔音轮；2、轮体；3、握把；4、接头固定块；5、推力轴承；6、固定板；7、拾音器；8、线缆接头；9、隔离垫。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1所示为本申请实施例1提供的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置的示意性结构图。

本申请提供的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置，其包括隔音轮1，隔音轮1包括轮体2和握把3，握把3的一端穿过轮体2，握把3的另一端设置有接头固定块4，轮体2与握把3的连接处设置有推力轴承5，轮体2的两侧设置有固定板6，轮体2的周边设置有多个拾音器7。

需要说明的是，轮体2是利用轴承和握把3通过机械装置在被测物体上进行滚动，轮体2转动的同时可通过使用激振装置对被测物体进行激振以产生弹性波，然后利用轮体2上的拾音器7进行信号的采集工作，由于轮体2的四周设置有多个拾音器7，故无论在任何时候轮体2上总有拾音器7可以采集到最佳信号；其中，最佳信号指拾音器7与被测物体接触的同时，拾音器7周围的隔音材料即软质硅胶垫可以完全的将拾音器7包裹住以防其他杂音混入拾音器7中影响拾音器7采集到的被测物体的弹性波的信号。

作为一种优选的实施方式，接头固定块4设置有线缆接头8。

由此，通过有线缆接头8可以锁紧和固定进出线，起到防水防尘防震动的作用。

作为一种优选的实施方式，轮体2的外围包裹设置有隔离垫9，隔离垫9为软质硅胶垫。

由此，通过使用软质硅胶垫作为隔离垫9，可以有效起到隔音作用。

作为一种优选的实施方式，还包括多通道采集系统和信号筛选器，多通道采集系统和信号筛选器设置于轮体2内并通过拾音器7相互连接。

由此，通过多通道采集系统可以采集多个通道内的由拾音器7收集到的信号并进行同步，再通过信号筛选器即可进行信号筛选。

作为一种优选的实施方式，还包括信号分析模块，信号分析模块设置于信号筛选器内并与信号筛选器电连接。

由此，通过信号分析模块可对信号筛选器筛选过后的筛选信号进行信号分析以得到被测物体的相关参数指标。

实施例2

在实施例1的基础上，将隔音轮1设置于握把3的一端并添加有轴螺栓进行转动以及固定螺栓进行固定，同时在握把3的另一端添加有一个辅助轮辅助转动，提高了隔音轮1整体的稳定性。

实施例3

请参阅图2，图2所示为本发明实施例3的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法的示意性结构框图。

第二方面，本申请提供了一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，其包括以下步骤：

在隔音轮的四周设置拾音器并通过拾音器同时采集被测物体的多个信号；

利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步以得到同步结果；

将同步结果通过分类模块进行分类以得到分类结果；

将分类结果通过信号筛选器进行筛选以得到筛选结果；

通过信号分析模块对筛选结果进行分析以得到被测物体的参数指标。

本申请提供的一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，通过在隔音轮的四周设置拾音器，将隔音轮放置在被测物体上使得隔音轮上每时每刻都有一个拾音器与被测物体表面能够“隔音良好”，再通过激振装置对被测物体进行激振以产生弹性波由隔音轮的多个拾音器进行信号采集，再通过多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步以得到同步结果，再将同步结果通过分类模块进行分类以得到分类结果，然后将分类结果通过信号筛选器进行筛选以得到筛选结果，最后通过信号分析模块对筛选结果进行分析即可得到被测物体的参数指标，大大提高了物体的检测效率，同时提高了物体检测的准确性。

作为一种优选的实施方式，利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步的步骤包括：

利用多通道采集系统同时采集多个通道的信号；

将同时采集到的多个通道的信号按时间线进行同步以得到每个时间点的同步结果。

由此，通过多通道采集系统可将拾音器采集到的多个不同的信号按照时间线进行同步以得到每个时间点的不同的信号。

作为一种优选的实施方式，将同步结果通过分类模块进行分类的步骤包括：

将同步结果按时间线进行数据切割分段以形成多个时间单元；

将多个时间单元分别按照通道划分以得到多个独立单元；

根据隔音轮转动的角度以及波形对多个独立单元进行分类以得到分类结果。

由此，可将每个时间点的不同的信号按照时间线和不同的通道根据隔音轮转动的角度以及波形进行分类，从而方便信号筛选器进行筛选，

作为一种优选的实施方式，信号分析模块包括预处理单元和统计单元，预处理单元用于将接收的筛选结果进行数据预处理后传输至统计单元，统计单元依据预处理后的筛选结果形成被测物体的参数指标。

由此，通过预处理单元可将信号筛选器筛选后的结果进行数据处理后再通过统计单元进行数据统计以形成被测物体的参数指标，其中，数据预处理包括对信号筛选器筛选后的信号数据进行去噪处理。

可以理解，图中所示的结构仅为示意，一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法还可包括比图中所示更多或者更少的组件，或者具有与图中所示不同的配置。图中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置或方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的本发明提供了一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置及方法，将隔音轮放置在被测物体上使得隔音轮上每时每刻都有一个拾音器与被测物体表面能够“隔音良好”，再通过激振装置对被测物体进行激振以产生弹性波由隔音轮的多个拾音器进行信号采集，再通过多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步以得到同步结果，再将同步结果通过分类模块进行分类以得到分类结果，然后将分类结果通过信号筛选器进行筛选以得到筛选结果，最后通过信号分析模块对筛选结果进行分析即可得到被测物体的参数指标，大大提高了物体的检测效率，同时提高了物体检测的准确性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，所述方法基于一种基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测装置实现，所述装置包括隔音轮、多通道采集系统、信号筛选器和信号分析模块，所述隔音轮包括轮体和握把，所述握把的一端穿过所述轮体，所述握把的另一端设置有接头固定块，所述轮体与所述握把的连接处设置有推力轴承，所述轮体的两侧设置有固定板，所述轮体的周边设置有多个拾音器；所述接头固定块设置有线缆接头；所述轮体的外围包裹设置有隔离垫，所述隔离垫为软质硅胶垫；所述多通道采集系统和所述信号筛选器设置于所述轮体内并通过所述拾音器相互连接；所述信号分析模块设置于所述信号筛选器内并与所述信号筛选器电连接；

其特征在于，包括以下步骤：

在隔音轮的四周设置拾音器并通过拾音器同时采集被测物体的多个信号；

利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步以得到同步结果；

将同步结果通过分类模块进行分类以得到分类结果；具体包括：将所述同步结果按时间线进行数据切割分段以形成多个时间单元；将多个时间单元分别按照通道划分以得到多个独立单元；根据隔音轮转动的角度以及波形对多个独立单元进行分类以得到分类结果；

将分类结果通过信号筛选器进行筛选以得到筛选结果；

通过信号分析模块对筛选结果进行分析以得到被测物体的参数指标。

2.如权利要求1所述的基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，其特征在于，所述利用多通道采集系统将同时采集到的多个信号进行同步的步骤包括：

利用多通道采集系统同时采集多个通道的信号；

将同时采集到的多个通道的信号按时间线进行同步以得到每个时间点的同步结果。

3.如权利要求1所述的基于轮式隔音的冲击回波声频法的信号检测方法，其特征在于，所述信号分析模块包括预处理单元和统计单元，所述预处理单元用于将接收的所述筛选结果进行数据预处理后传输至所述统计单元，所述统计单元依据预处理后的所述筛选结果形成被测物体的参数指标。

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