CN209841773U - 一种新型墙体裂缝扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及建筑墙体检测技术领域，特别涉及一种新型墙体裂缝扫描系统，包括发射箱体、探测箱体、显示模块和辅助胶垫，其特征在于：所述发射箱体包括塑料后壳体、前网罩、超声波生成电路、超声波发射电路以及微控制器；所述探测箱体与发射箱体并排设置，包括箱体后壳、前壳网罩、超声波接收电路、滤波放大谐振电路和微控制器；所述显示模块用于显示当前各个子模块的工作状态，包括显示接口、显示控制电路和显示屏；所述辅助胶垫为设置在发射箱体与待测墙体之间的硅胶材质的垫块。本实用新型具有功耗低，体积小，超声发生电路效率更高的优点。
Description
（一）技术领域
本实用新型涉及建筑墙体检测技术领域，特别涉及一种新型墙体裂缝扫描系统。
（二）背景技术
目前，对建筑墙体的检测方式主要为以下几种：
一种是使用人工排查，由工人对可疑区域进行详细排查，这种方法效率极低，且不能排查出全部的缝隙隐患，并且这种方法对于墙内存在微小孔隙无法排查；
一种是使用超高清相机，对可疑区域进行照相，利用高清相机捕获的细节图片，由电脑进行智能分析，对可能存在的隐患进行排查；
一种是使用显影剂利用喷雾器喷洒到存在隐患的墙面上，等显影剂与空气反应一段时间后，利用紫外线相机拍摄排查区域，隐患缝隙处由于不存在显影剂，很容易从紫外相机中看到黑色的条纹。
目前的探测手段缺点主要是无法定位排查到墙内的缝隙隐患，且也容易遗漏墙面存在的缝隙隐患。另外这些方法操作也非常繁琐，效率较低。而利用毫米波探测可以直接成像，直接看到墙体内部的缝隙隐患。申请号为201710861826.0的专利公开了一种墙体超声波探伤方法，其中存在以下两点不足，首先是墙体两侧分别设置接收端和发射端，步骤繁琐，整个结构庞大，不利于在狭窄空间进行操作，其次是接收端和发射端与墙体接触之间的空气会阻碍干扰超声波的渗入。
为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。
（三）发明内容
本实用新型为了弥补现有建筑隐患排查中不易排查以及缝隙隐患定位精度不高的不足，提供了一种新型墙体裂缝扫描系统。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种新型墙体裂缝扫描系统，包括发射箱体、探测箱体、显示模块和辅助胶垫，其特征在于：
所述发射箱体包括塑料后壳体、前网罩、超声波生成电路、超声波发射电路以及微控制器；所述塑料后壳体材质为工程塑料，并按照功能电路PCB的孔位设有安装孔，作为提供物理保护和固定电路板的支座：所述前网罩为防止絮状物进入的塑料网；所述超声波生成电路为包括基准频率产生电路、滤波放大电路、谐振电路的能产生20-300kHz的超声波信号；所述超声波发射电路包括超声波换能器，超声波换能器采用陶瓷片换能器；所述微控制器作用是根据设置按钮产生基准超声频率，并下发控制指令控制各路换能器的工作；
所述探测箱体与发射箱体并排设置，包括箱体后壳、前壳网罩、超声波接收电路、滤波放大谐振电路和微控制器；所述箱体后壳以及前壳网罩的结构与发射箱体的塑料后壳体、前网罩相同；所述超声波接收电路作用是将超声波信号转换成电流信号，通过前置的换能器阵列感应反射回来的超声波信号产生微弱的电流信号，经过放大滤波电路后信号增强，并送入谐振电路进一步放大后，被微控制器接收；所述微控制器通过自身的AD功能将电流信号转换成数字信号，并发送到接口电路；
所述显示模块用于显示当前各个子模块的工作状态，包括显示接口、显示控制电路和显示屏；所述显示接口采用HDMI接口；所述显示控制电路包含S3C2440系列的微控制芯片、HDMI芯片和外围电路元件，用来根据探测箱体上传的数据转换成灰度图像并显示到屏幕上；
所述辅助胶垫为设置在发射箱体与待测墙体之间的硅胶材质的垫块。
进一步地，为了更好地实现本实用新型，所述发射箱体与探测箱体并排设置在主控仓内，主控仓连接电池仓，电池仓内的电池给装置提供所需的直流电压，电池仓下方固定有转动平台，转动平台上还设置有显示面板、操作键盘和扶手，转动平台下方通过支撑轴承连接底座。
所述转动平台开有一螺纹孔，螺纹孔上设有螺钉状的紧固把手；所述底座在以螺纹孔绕支撑轴承圆心一圈的投影位置设有紧固槽，紧固槽的槽底为凹凸不平的起伏折面。
本实用新型的有益效果是：
功耗较低：通过使用辅助胶垫增加了超声的传播效率，在同样监测深度上，可以使用相对更低的超声功率；
体积较小：将发射箱体、接收箱体、主控等集中设计到同一块单板上，并由于功率降低，电源部分体积较小，也集成到同一块单板上；
结构更为紧凑：整个结构设计充分考虑了操作和实际使用的方式，采用了较为紧凑的设计方式，电池仓和主控仓与超声发生仓合理布局，可以在狭小的空间中使用本装置；
超声发生电路效率更高：超声发生电路采用了陶瓷基板+RLC谐振电路结合的形式，让超声发声效率更高。
（四）附图说明
图1为本实用新型的新型墙体裂缝扫描系统立体结构示意图。
图2为本实用新型的新型墙体裂缝扫描系统主视结构示意图。
图3为本实用新型的新型墙体裂缝扫描系统工作原理框图。
图4为本实用新型的新型墙体裂缝扫描系统的辅助胶垫实验数据图。
图中，1、发射箱体，2、接收箱体，3、刻度指针，4、扶手，5、紧固把手，6、紧固槽，7、方位刻度盘，8、主控仓，9、电池仓，10、转动平台，11、显示面板，12、操作键盘，13、支撑轴承。
（五）具体实施方式
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
图1-图3为本实用新型的一种具体实施例，本实施例为一种新型墙体裂缝扫描系统，包括发射箱体、探测箱体、显示模块和辅助胶垫：
发射箱体主要作用是产生超声波进行进行照射，主要包括塑料后壳体、前网罩、超声波生成电路、超声波发射电路、微控制器以及接口电路。塑料后壳体主要是采用工程塑料起到物理保护和电路固定支座的作用，并严格按照功能电路PCB的孔位设计了安装孔；前网罩主要起到透射超声波同时防止絮状物等其他物体遮挡超声波发射的；超声波生成电路主要作用是可以产生20~300kHz的超声波信号，电路主要包括基准频率产生电路、滤波放大电路、谐振电路等；超声波发射电路主要包括超声波换能器，本实施例中使用的换能器采用的是陶瓷片状换能器。微控制器主要作用是根据设置按钮产生基准超声频率，并下发控制指令控制各路换能器的工作。显示模块主要实时显示当前正在工作的换能器的编号、数量、工作状态等；电池的主要作用是给装置提供所需的直流电压。
探测箱体主要包含箱体后壳、前壳网罩、超声波接收电路、滤波放大谐振电路和微控制器。箱体后壳也是采用工程塑料制作，主要起到物理保护的作用；前壳网罩主要是起到超声波透传的作用；超声波接收电路主要作用是将超声波信号转换成电流信号，其过程是通过前置的换能器阵列感应反射回来的超声波信号产生微弱的电流信号，经过放大滤波电路后信号增强，并送入谐振电路进一步放大后，被微控制器接收。微控制器通过自身的AD功能将电流信号转换成数字信号，并发送到接口电路，微控制器的另一个作用是下发控制指令给发射箱体，使发射箱体的发射电路根据控制指令来调整发射频率。
显示模块主要作用是显示当前各个子模块的工作状态，主要包含显示接口、显示控制电路和显示屏。显示接口采用常用的HDMI接口；显示控制电路主要包含S3C2440系列的微控制芯片、HDMI芯片和外围电路元件，主要作用是根据探测箱体上传的数据转换成灰度图像并显示到屏幕上。
辅助胶垫是在被测墙面和发射箱体之间填充的硬度值较低的硅胶材料，其作用是保证发射箱体的发射面和被测量墙面之间充分接触，使超声波可以最大程度传入墙体内，并形成反射保证反射回来的超声波信号能完全通过胶垫进入探测箱体部分。
发射箱体与探测箱体并排设置在主控仓内，主控仓连接电池仓，电池仓内的电池给装置提供所需的直流电压，电池仓下方固定有转动平台，转动平台上还设置有显示面板、操作键盘和扶手，转动平台下方通过支撑轴承连接底座。转动平台开有一螺纹孔，螺纹孔上设有螺钉状的紧固把手；所述底座在以螺纹孔绕支撑轴承圆心一圈的投影位置设有紧固槽，紧固槽的槽底为凹凸不平的起伏折面。
图4是辅助胶垫的相关实验数据图，横坐标代表的是AD采样的序列号，纵坐标是AD采样得到的电压，四条点状线从上到下依次为系列1、系列2、系列3和系列4，系列1和系列2为使用辅助胶垫后的超声波深入效果，系列3和系列4为不使用辅助胶垫的超声波深入效果，其中系列1系列3的超声波频率相同为200K，系列2和系列4的超声波频率相同为125K。由此可知，辅助胶垫可以减小发射探头与目标物体间的接触间隙，尽量消除发射探头与目标物体间的空气，增加发射探头和被测物体之间的超声耦合度，这样可以减少超声在进入被测物体前的干扰和阻碍。
本实施例的具体的工作过程如下：
通过拖动扶手调整发射箱体面对被测墙体的角度，确定好角度后旋紧固定把手，将旋转平台位置固定；当超声波从发射箱体发出后，打到墙面时会反射一部分超声波，这部分超声波会被探测箱体接收到，并形成第一个强度高峰；超声波继续深入到墙体里面后，接触到部分缝隙或者其材料后也会反射一部分，这部分反射的超声波又被探测箱体接收到；超声波继续深入墙内，不断接触各种材料，也不断反射。探测箱体接收到的超声波数据反映了照射箱体向墙体照射的超声波所经过的墙内的情况。根据经验数据算法分析超声波反射的强度、间隔时间、相位等自身参数变化，对比不同材料反射性能之间的差别，从而在显示模块上显示出变化的灰度图像。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种新型墙体裂缝扫描系统，包括发射箱体、探测箱体、显示模块和辅助胶垫，其特征在于：
所述发射箱体包括塑料后壳体、前网罩、超声波生成电路、超声波发射电路以及微控制器；所述塑料后壳体材质为工程塑料，并按照功能电路PCB的孔位设有安装孔，作为提供物理保护和固定电路板的支座：所述前网罩为防止絮状物进入的塑料网；所述超声波生成电路为包括基准频率产生电路、滤波放大电路、谐振电路的能产生20-300kHz的超声波信号；所述超声波发射电路包括超声波换能器，超声波换能器采用陶瓷片换能器；所述微控制器作用是根据设置按钮产生基准超声频率，并下发控制指令控制各路换能器的工作；
所述探测箱体与发射箱体并排设置，包括箱体后壳、前壳网罩、超声波接收电路、滤波放大谐振电路和微控制器；所述箱体后壳以及前壳网罩的结构与发射箱体的塑料后壳体、前网罩相同；所述超声波接收电路作用是将超声波信号转换成电流信号，通过前置的换能器阵列感应反射回来的超声波信号产生微弱的电流信号，经过放大滤波电路后信号增强，并送入谐振电路进一步放大后，被微控制器接收；所述微控制器通过自身的AD功能将电流信号转换成数字信号，并发送到接口电路；
所述显示模块用于显示当前各个子模块的工作状态，包括显示接口、显示控制电路和显示屏；所述显示接口采用HDMI接口；所述显示控制电路包含S3C2440系列的微控制芯片、HDMI芯片和外围电路元件，用来根据探测箱体上传的数据转换成灰度图像并显示到屏幕上；
所述辅助胶垫为设置在发射箱体与待测墙体之间的硅胶材质的垫块。
2.根据权利要求1所述的新型墙体裂缝扫描系统，其特征在于：所述发射箱体与探测箱体并排设置在主控仓内，主控仓连接电池仓，电池仓内的电池给装置提供所需的直流电压，电池仓下方固定有转动平台，转动平台上还设置有显示面板、操作键盘和扶手，转动平台下方通过支撑轴承连接底座。
3.根据权利要求2所述的新型墙体裂缝扫描系统，其特征在于：所述转动平台开有一螺纹孔，螺纹孔上设有螺钉状的紧固把手；所述底座在以螺纹孔绕支撑轴承圆心一圈的投影位置设有紧固槽，紧固槽的槽底为凹凸不平的起伏折面。
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