CN103499320A - 一种锚固工程质量检测仪及分析方法 - Google Patents

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王建松
廖小平
刘庆元
李龙飞
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Abstract

一种锚固工程质量检测仪，用以通过敲击锚杆的加速度震动波来检测锚杆的长度，锚固工程质量检测仪包括：传感器模块，用以感应锚杆的加速度震动波并生成电压信号；数据采集卡，连接传感器模块，用以采集电压信号；工控机，连接数据采集卡，用以接受采集到的电压信号并进行数据分析和储存；电源，用以给传感器模块、数据采集卡和工控机提供电力。本发明通过工控机完成在本地的数据分析，避免了需要将数据上传到PC机的麻烦，从而提高了检测的工作效率。

Description

一种锚固工程质量检测仪及分析方法
技术领域
本发明涉及锚固工程，尤其涉及一种锚固工程质量检测仪及分析方法。
背景技术
锚固是许多施工中必须要进行的一步，而锚固的质量则严重影响工程安全性，因此在施工中需要通过锚固工程质量检测仪来检测锚杆的长度是否达标。现有技术中，锚固工程质量检测仪的处理器都是采用的单片机，性能不够，只能进行数据的采集无法在本地对数据进行分析，需要将数据上传到PC机上才能分析，严重影响检测的工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种锚固工程质量检测仪及分析方法，以提高检测的工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提出一种锚固工程质量检测仪，用以通过敲击锚杆的加速度震动波来检测锚杆的长度，锚固工程质量检测仪包括：传感器模块，用以感应锚杆的加速度震动波并生成电压信号；数据采集卡，连接传感器模块，用以采集电压信号；工控机，连接数据采集卡，用以接受采集到的电压信号并进行数据分析和储存；电源，用以给传感器模块、数据采集卡和工控机提供电力。
优选地，工控机的型号为D525-3。
优选地，锚固工程质量检测仪还包括恒流源模块，恒流源模块连接在传感器模块和数据采集卡之间，用以将传感器模块生成的电压信号进行过滤并为传感器模块供电，恒流源模块由电源供电。
优选地，锚固工程质量检测仪还包括升压模块，升压模块连接在恒流源模块和电源之间，用以提高电源的输出电压。
优选地，锚固工程质量检测仪还包括输出设备和输入设备，输出设备连接工控机，用以输出信息，输入设备连接在数据采集卡和工控机之间，用以接收指令。
本发明还提供一种锚固工程质量检测仪的分析方法，分析方法包括：预先设置参数；进行数据采集；在本地进行数据分析。
优选地，预先设置参数的步骤包括：预先设置锚杆类型、估计波速、设计长度、设计直径和外露端长度的参数。
优选地，在本地进行数据分析的步骤包括：在本地进行能量计算、相位分析、数字滤波、频域分析、小波分析、时域长度、频域长度、缺陷位置计算、密实度分析、反算波速和游标微调。
优选地，分析方法还包括：将数据上传到PC机；在PC机上对数据进行分析。
优选地，在PC机上对数据进行分析的步骤包括：选择待分析的数据；对比波形数据；选择波形数据；对所选择的波形数据进行相应算法的分析处理；生成分析结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过工控机完成在本地的数据分析，避免了需要将数据上传到PC机的麻烦，从而提高了检测的工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例的锚固工程质量检测仪的结构示意图。
图2为本发明实施例的锚固工程质量检测仪的分析方法的流程图。
图3为本发明实施例的锚固工程质量检测仪的分析方法的步骤S5的流程图。
图4为本发明实施例的锚固工程质量检测仪的工作原理图。
附图说明：传感器模块1、传感器探头11、数据采集卡2、工控机3、电源4、恒流源模块5、升压模块6、输入设备7和输出设备8。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
请参阅图1，本发明提供了一种锚固工程质量检测仪，用以通过敲击锚杆的加速度震动波来检测锚杆的长度，锚固工程质量检测仪包括传感器模块1、数据采集卡2、工控机3、电源4、恒流源模块5、升压模块6、输入设备7和输出设备8。
传感器模块1，用以感应锚杆的加速度震动波并生成电压信号。在本实施例中，传感器模块1的型号是ULT2001，传感器模块1感应锚杆的加速度震动波，将加速度信号高精度的记录并转换为数据采集卡2能够识别的电压信号。传感器模块1内装有微型IC放大器，它将传统的压电加速传感器与电荷放大器集成于一体简化了测试***，提高了测试精度和可靠性。
数据采集卡2，连接传感器模块1，用以采集电压信号。在本实施例中，数据采集卡2的型号是MPS-080102，这是一款基于USB总线的高性能24位信号采集卡，它具有采用精度高、速度快、极佳的动态范围等诸多优点。配合采集软件，能够完成对锚杆反射波的精确采集、存储、分析等诸多高级功能。
工控机3，连接数据采集卡2，用以接受采集到的电压信号并进行数据分析和储存。在本实施例中，工控机2采用的型号是D525-3。采用工控机3而不是现有技术中的单片机的原因是工控机3的性能更加强大能够满足在本地进行运算分析，而采用单片机的话只能将数据上传之后才能进行分析。
电源4，用以给传感器模块1、数据采集卡2和工控机3提供电力。在本实施例中，电源4采用的是电池，这样可以方便锚固工程质量检测仪进行整体移动。
恒流源模块5，恒流源模块5连接在传感器模块1和数据采集卡2之间，用以将传感器模块1生成的电压信号进行过滤并为传感器模块1供电，恒流源模块5由电源4供电。在本实施例中，恒流源模块5的型号为CM3502，恒流源模块5的作用是为传感器模块1提供4mA恒流电源供电；将加速传感器模块1输出的叠加在直流偏压上的交流被测加速信号通过CR高通隔直输出，隔掉直流偏压，只保留交流信号输出；这样能够很好的保证传感器模块信号真实完整无干扰的将电压信号传送到数据采集卡2。
升压模块6，升压模块6连接在恒流源模块5和电源4之间，用以提高电源4的输出电压。由于电池的输出电压并不满足恒流源模块5的输入电压标准，所以设置升压模块6用来提高电压。在其它实施例中，如果电源4的输出电压能满足要求就不需要设置升压模块6。
输入设备7，输入设备7连接在数据采集卡2和工控机3之间，用以接收指令。在本实施例中，输入设备7为触摸屏，在其它实施例中，输入设备7可以为键盘或鼠标等等。
输出设备8，输出设备8连接工控机3，用以输出信息。在本实施例中，输出设备为LED显示屏，在其它实施例中，输出设备8可以是其它类型的显示屏。
本发明还提供一种锚固工程质量检测仪的分析方法，请参阅图2，分析方法包括：
步骤S1：参数设置；
    参数具体包括但不限于锚杆类型、估计波速、设计长度、设计直径和外露端长度的参数等等，锚杆类型、估计波速、设计长度、设计直径和外露端长度这些参数的设定是进行数据分析时需要使用的，锚杆类型对波速会有影响，估计波速是根据不同的锚杆类型还有其它条件进行估计，设计长度、设计直径和外露端长度的作用是通过将分析结果与它们对比从而确定是否满足设计需要。在其它实施例中，还可以输入其它的信息，例如：工程名称、锚杆编号、测试地点、测试区域、测试单位和测试人员等等，这些信息能够方便对最后的数据进行统计和管理。
步骤S2：数据采集；
数据采集可以依次对多根锚杆采集完毕之后再进入数据分析。
步骤S3：本地数据分析；
在本地直接对数据进行分析，具体分析的步骤包括：在本地进行能量计算、相位分析、数字滤波、频域分析、小波分析、时域长度、频域长度、缺陷位置计算、密实度分析、反算波速和游标微调。
步骤S4：数据上传；
将数据上传到PC机上，上传的方式可以是多样，可以将PC机和锚固工程质量检测仪直连，也可以通过储存介质进行转运，例如：U盘、移动硬盘等。
步骤S5：在PC机上数据分析；步骤S5包括：
步骤S51：选择待分析的文件；
步骤S52：对比波形数据，选择某个波形数据分析；
步骤S53：对所选择的某个波形文件进行相应算法的分析处理；
步骤S54：分析完成，设置报表，打印报告文件。
上传到PC机上之后，可以方便进行更加复杂的分析和计算，也方便数据的保存。但是在只需要进行简单分析时，可以不进行上传直接在本地完成。
下面以本实施例为例详细说明本发明的工作原理。
请参阅图4，进行检测时，将传感器模块1的传感器探头11接触待测锚杆，操作人员使用锤子敲击待测锚杆使待测锚杆振动，传感器模块1感受到振动将加速度震动波转换成电压信号，数据采集卡2将电压信号采集传送到工控机3上，工控机3直接对数据进行分析，分析完毕后可以将数据通过U盘转移上传到PC机上进行进一步的分析。
综上所述，本发明通过工控机完成在本地的数据分析，避免了需要将数据上传到PC机的麻烦，从而提高了检测的工作效率。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 一种锚固工程质量检测仪，用以通过敲击锚杆的加速度震动波来检测锚杆的长度，其特征在于，所述锚固工程质量检测仪包括：
    传感器模块，用以感应锚杆的加速度震动波并生成电压信号；
    数据采集卡，连接所述传感器模块，用以采集所述电压信号；
    工控机，连接所述数据采集卡，用以接受采集到的电压信号并进行数据分析和储存；
    电源，用以给传感器模块、数据采集卡和工控机提供电力。
2. 根据权利要求1所述的锚固工程质量检测仪，其特征在于，所述工控机的型号为D525-3。
3. 根据权利要求1所述的锚固工程质量检测仪，其特征在于，所述锚固工程质量检测仪还包括恒流源模块，所述恒流源模块连接在所述传感器模块和数据采集卡之间，用以将传感器模块生成的电压信号进行过滤并为传感器模块供电，所述恒流源模块由所述电源供电。
4. 根据权利要求3所述的锚固工程质量检测仪，其特征在于，所述锚固工程质量检测仪还包括升压模块，所述升压模块连接在所述恒流源模块和电源之间，用以提高电源的输出电压。
5. 根据权利要求1所述的锚固工程质量检测仪，其特征在于，所述锚固工程质量检测仪还包括输出设备和输入设备，所述输出设备连接所述工控机，用以输出信息，所述输入设备连接在所述数据采集卡和所述工控机之间，用以接收指令。
6. 一种锚固工程质量检测仪的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：
    预先设置参数；
    进行数据采集；
    在本地进行数据分析。
7. 根据权利要求6所述的锚固工程质量检测仪的分析方法，其特征在于，所述预先设置参数的步骤包括：预先设置锚杆类型、估计波速、设计长度、设计直径和外露端长度的参数。
8. 根据权利要求6所述的锚固工程质量检测仪的分析方法，其特征在于，在本地进行数据分析的步骤包括：在本地进行能量计算、相位分析、数字滤波、频域分析、小波分析、时域长度、频域长度、缺陷位置计算、密实度分析、反算波速和游标微调。
9. 根据权利要求6所述的锚固工程质量检测仪的分析方法，其特征在于，所述分析方法还包括：将数据上传到PC机；在PC机上对数据进行分析。
10. 根据权利要求9所述的锚固工程质量检测仪的分析方法，其特征在于，在PC机上对数据进行分析的步骤包括：
   选择待分析的数据；
   对比波形数据；
   选择波形数据；
   对所选择的波形数据进行相应算法的分析处理；
   生成分析结果。
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