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原文传递超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法及装置

专利名称：	超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法及装置
摘要：	本发明提供了一种超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法及装置，方法包括：启动混凝土超声波检测仪，记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时；发射探头保持不动，每次将接收探头等距离远离纵缝，启动混凝土超声波检测仪，依次记录各距离下超声波由发射探头传播到接收探头的声时；将发射探头与接收探头交换位置，发射探头固定于原接收探头一侧靠近纵缝边缘处不动，接收探头在原发射探头一侧，重复测量不同距离时的声时，声时最小时接收探头距离纵缝边缘的距离即为压裂裂缝长度，通过压裂裂缝长度判断纵缝接头损害程度；装置包含：超声波检测仪、发射探头、接收探头及纵缝；对于对目前运营盾构隧道进行健康评测可提供有效数据支撑。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京城建设计发展集团股份有限公司
发明人：	张戈;段玉振;柳献;张帆;郭志奇;储强锋;段海滨;刘建超;金文强;弓剑;贺旭;余惠林;王鲁平;黄罡;慈明阳;师可;徐秀峰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-10T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311008097.6
公开号：	CN117110426A
代理机构：	北京冠和权律师事务所
代理人：	张杰
分类号：	G01N29/04;G01N29/28;G01N29/22;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/28;G01N29/22
申请人地址：	100037 北京市西城区阜成门北大街5号
主权项：	1.一种超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据管片配筋确定主筋位置，将混凝土超声波检测仪发射探头涂抹上耦合剂，按置于纵缝接头一侧的主筋之间，发射探头贴近纵缝边缘；混凝土超声波检测仪接收探头涂抹上耦合剂，按置于纵缝接头另一侧对应的主筋之间，接收探头贴紧纵缝边缘；启动混凝土超声波检测仪，记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时；发射探头保持不动，每次将接收探头等距离远离纵缝，启动混凝土超声波检测仪，依次记录各距离下超声波由发射探头传播到接收探头的声时，直至测量距离大于管片螺栓手孔到纵缝距离的2倍；将发射探头与接收探头交换位置，发射探头固定于原接收探头一侧靠近纵缝边缘处不动，接收探头在原发射探头一侧，重复测量不同距离时的声时；通过压裂裂缝长度判断纵缝接头损害程度。 2.如权利要求1所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，启动混凝土超声波检测仪的初始化过程，包含以下步骤：超声波检测仪的控制器内预设初始化的程序、触发条件、停止条件及报警条件，程序包含：第一初始化程序、第二初始化程序、第三初始化程序及第四初始化程序；第一初始化程序用于实现超声波检测仪电源的初始化，第二初始化程序用于实现超声波检测仪的通电预热，第三初始化程序用于实现换能器、电缆线及高频插口连接的初始化，第四初始化程序用于实现发射探头和接收探头对接的测读声为零；触发条件用于实现第一初始化程序、第二初始化程序、第三初始化程序及第四初始化程序的启动顺序，停止条件用于实现第一初始化程序、第二初始化程序、第三初始化程序及第四初始化程序运行的停止，报警条件用于实现第一初始化程序、第二初始化程序、第三初始化程序及第四初始化程序不能完成初始化的要求及报警条件。 3.如权利要求2所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，在触发条件的控制下，启动第一初始化程序，对超声波检测仪的电源输入端的电压、电流及功率进行检测，同时对电源的输出端的电压、电流及功率进行检测，并进行预设时间内的检测结果统计，检测结果满足第一初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动第一初始化程序的停止条件，进行第二初始化程序；检测结果未满足第一初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动报警条件，发出报警代码至超声波检测仪的显示终端；在触发条件的控制下，启动第二初始化程序，对超声波检测仪的设备进行通电预热，同时启动控制器内的设备诊断模型，对设备运行通电预热情况进行检测，检测结果满足第二初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动第二初始化程序的停止条件，进行第三初始化程序；检测结果未满足第二初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动报警条件，发出报警代码至超声波检测仪的显示终端。 4.如权利要求3所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，在触发条件的控制下，启动第三初始化程序，对换能器、电缆线与高频插口连接初始化，同时控制器发出测试指令，并对反馈指令进行判断，判断结果满足第三初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动第三初始化程序的停止条件，进行第四初始化程序；检测结果未满足第三初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动报警条件，发出报警代码至超声波检测仪的显示终端；在触发条件的控制下，启动第四初始化程序，对发射探头和接收探头对接后测读声进行检测，判断结果满足第四初始化程序要求，即测读声为零，则反馈至触发条件，启动第四初始化程序的停止条件，进行纵缝接头健康状态检测程序；检测结果未满足第四初始化程序要求，则反馈至触发条件，启动报警条件，发出报警代码至超声波检测仪的显示终端。 5.如权利要求1所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，由发射探头传播到接收探头的声时记录过程，包含以下步骤：超声波检测仪的初始化完成后，控制器读取操控界面输入的超声波开启操作，判断超声波开启操作是否为触发操作，触发操作为记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时t0；记录当前发射探头和接收探头的位置，及管片螺栓手孔到纵缝距离；当发射探头保持不动，移动接收探头时，操作操控界面将超声波关闭，待接收探头移动到下一目标位置时，操作操控界面将超声波开启，判断超声波开启操作是否为触发操作，触发操作为记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时t1，完成第一次移动接收探头。 6.如权利要求5所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，当进行第二次移动接收探头时，获取第一次移动接收探头的距离，得到第二次移动接收探头的目标位置，操作操控界面将超声波开启，判断超声波开启操作是否为触发操作，触发操作为记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时t2，完成第二次移动接收探头；依次按照第一次移动接收探头的距离，进行第三次移动接收探头直至第n次移动接收探头，得到由发射探头传播到接收探头的声时t3，…，tn；当第一次移动接收探头与第n次移动接收探头的距离之和大于管片螺栓手孔到纵缝距离的2倍时，控制器发出结束纵缝接头检测的指令。 7.如权利要求5所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，记录超声波由发射探头传播到接收探头的声时的过程，包含以下步骤：控制器控制超声波发生器发出触发脉冲，由前置放大器放大触发脉冲功率，触发脉冲功率放大后变成超声波激励脉冲，同时控制器生成初始时钟脉冲信号；超声波激励脉冲和初始时钟脉冲信号传输至发射探头，完成一次超声波发射；接收探头接收到发射探头发出的超声波激励脉冲和初始时钟脉冲信号，同时采集传输超声波激励脉冲，并生成接收时钟脉冲信号至控制器中，完成一次超声波发射到接收的过程；控制器根据初始时钟脉冲信号和接收时钟脉冲信号计算得到发射探头传播到接收探头的声时，并记录声时。 8.如权利要求5所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，接收探头移动距离的判定过程，包含以下步骤：获取初始位置参数，初始位置参数包含当前发射探头和接收探头的位置，及管片螺栓手孔到纵缝距离；根据管片螺栓手孔到纵缝距离将待检测运营盾构隧道纵缝接头所在的区域划分为等距离网格；将当前发射探头和接收探头的位置利用数据差值至等距离网格中，当获取第一次移动接收探头的距离，根据控制器内的预测模型得到第二次移动接收探头的目标位置，得到等距离网格中的位置；当接收探头到达目标位置时，控制器发出通知提示。 9.如权利要求1所述的超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的方法，其特征在于，通过压裂裂缝长度判断纵缝接头损害程度的过程，包含以下步骤：控制器预设压裂裂缝长度，定义为纵缝接头损害程度；将声时最小时接收探头距离纵缝边缘的距离即为压裂裂缝长度，带入控制器进行判断，得到纵缝接头损害程度；当前的压裂裂缝长度小于预设压裂裂缝长度时，纵缝接头处于裂缝稳定扩展状态；当前的压裂裂缝长度等于预设压裂裂缝长度时，纵缝接头处于临界状态；当前的压裂裂缝长度大于预设压裂裂缝长度时，纵缝接头处于裂缝失稳扩展状态。 10.一种超声波检测运营盾构隧道纵缝接头健康状态的装置，其特征在于，包含：超声波检测仪、发射探头及接收探头；超声波检测仪通过传输线与发射探头和接收探头连接，发射探头和接收探头设置在待检测运营盾构隧道的表面，用来对纵缝进行检测；若两次测量声时均为随距离增大而增加，则纵缝接头未损伤，若出现声时先减小后增大状况，则发射接头在接收探头一侧存在内部压裂裂缝，声时最小时接收探头距离纵缝边缘的距离即为压裂裂缝长度。
所属类别：	发明专利