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原文传递一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统及方法

专利名称：	一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，包括：上位机：用于调制激励信号；接收回波信号；超声导波仪器：用于生成激励信号；定位测厚基座：用于定位、安装和支撑所述上声发射传感器和所述下声发射传感器；上声发射传感器：用于将所述激励信号转换为超声波后发射到所述待测钢结构上，并将接收到的反射回波转换为回波信号；下声发射传感器：用于将所述激励信号转换为超声波后发射到所述待测钢结构上，并将接收到的反射回波转换为回波信号。本发明还公开了一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹检测方法。本发明可实现远距离无损检测能力，具有检测速度快、效率高，安装使用方便，检测成本低，检测精准度好等优点。
专利类型：	发明专利
申请人：	西南交通大学
发明人：	张清华;张登科;崔闯
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN202010263879.4
公开号：	CN111141824A
代理机构：	成都行之专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	张超
分类号：	G01N29/04;G01N29/22;G01B17/02;G;G01;G01N;G01B;G01N29;G01B17;G01N29/04;G01N29/22;G01B17/02
申请人地址：	610000 四川省成都市二环路北一段
主权项：	1.一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，其特征在于，包括：上位机（1）：用于调制激励信号；接收上声发射传感器（4）和下声发射传感器（5）反馈的回波信号，并对所述回波信号分析和处理；超声导波仪器（2）：用于根据激励信号的调制结果生成激励信号，并将生成的激励信号导入所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）；定位测厚基座（3）：用于定位、安装和支撑所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5），并夹持待测钢结构（6）；所述定位测厚基座（3）还用于测量待测钢结构的厚度；上声发射传感器（4）：用于将生成的激励信号转换为超声波后发射到所述待测钢结构（6）上，并将接收到的反射回波转换为回波信号；下声发射传感器（5）：用于将生成的激励信号转换为超声波后发射到所述待测钢结构（6）上，并将接收到的反射回波转换为回波信号；所述反射回波为超声导波在所述待测钢结构（6）中反射产生；所述定位测厚基座（3）上设置有凹槽；所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）均设置于所述凹槽的侧壁上，且所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）对向设置；所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）夹持所述待测钢结构（6）。 2.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，其特征在于，所述超声导波仪器（2）包括：激励模块：用于根据所述上位机（1）激励信号的调制结果生成激励信号；功率放大模块：用于对生成的激励信号进行功率放大，并将放大后的激励信号发送至所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）；接收模块：用于接收所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）接收到的回波信号；信号放大模块：用于对所述回波信号进行放大；采集模块：用于对放大后的所述回波信号进行采集，并将采集的结果发送至上位机（1）进行分析和处理。 3.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，其特征在于，所述上声发射传感器（4）包括上端口（41），上适配线圈（42），上压电材料（43）和上阻尼块（44）；所述上端口（41）连接于所述上适配线圈（42），并接收激励信号后发送至上适配线圈（42），且所述上端口（41）还用于接收回波信号并发送至所述超声导波仪器（2）；所述上适配线圈（42），上压电材料（43）和上阻尼块（44）自上而下依次设置，且所述上阻尼块（44）接触于所述待测钢结构（6）。 4.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，其特征在于，所述下声发射传感器（5）包括下端口（51），下适配线圈（52），下压电材料（53）和下阻尼块（54）；所述下端口（51）连接于所述下适配线圈（52），并接收激励信号后发送至下适配线圈（52），且所述下端口（51）还用于接收回波信号并发送至所述超声导波仪器（2）；所述下适配线圈（52），下压电材料（53）和下阻尼块（54）自下而上依次设置，且所述下阻尼块（54）接触于所述待测钢结构（6）。 5.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统，其特征在于，所述定位测厚基座（3）上还设置有旋钮，所述旋钮用于调节所述凹槽开口对待测钢结构的压力和所述凹槽的开口尺寸。 6.采用权利要求1~5任意一项权利要求所述的一种基于超声导波的桥梁钢结构裂纹智能检测系统的方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：将所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）通过所述定位测厚基座（3）安装在所述待测钢结构（6）上； S2：调节定位测厚基座（3）压力分布使得所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）对所述待测钢结构（6）的压力相等； S3：通过所述定位测厚基座（3）对所述待测钢结构（6）的厚度进行获取并获取所述待测钢结构（6）的截面信息，并根据所述待测钢结构（6）的厚度和截面信息获取调制激励信号参数； S4：根据所述调制激励信号参数调制激励信号后，根据激励信号的调制结果生成激励信号； S5：所述上声发射传感器（4）和所述下声发射传感器（5）根据生成的激励信号在所述待测钢结构（6）上产生超声导波，并接收所述待测钢结构（6）上所述超声导波反射生成的回波信号； S6：对所述回波信号进行分析和处理后获取所述待测钢结构（6）预设范围内的裂纹信息； S7：调整所述定位测厚基座（3）在所述待测钢结构（6）上的位置和/或激励信号参数，并重复执行步骤S4~S7直至检测完成。
所属类别：	发明专利