CN105606712A - 一种超声检测探头、检测方法以及检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声检测探头、检测方法以及检测***，该超声检测探头包括：柱状本体，所述柱状本体一端为悬挂端，另一端为探测端；设置在所述探测端的腔体；设置在所述腔体内的探测装置，所述探测装置用于发射超声探测信号，并用于接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；其中，所述控制主机用于根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。所述超声检测探头能够用于检测电线杆位于固定底座内部分是否具有裂缝，确保了电力线路安全运行。

Description

一种超声检测探头、检测方法以及检测***

技术领域

本发明涉及工程检测技术领域，更具体的说，涉及一种超声检测探头、检测方法以及检测***。

背景技术

在我国城市郊区及农村地区10kV配网***中电线杆使用非常普遍，数量庞大，运行规程规定电线杆不得有纵向裂缝，横向裂缝宽度不得超过0.2mm,长度不应超过电杆周长的1/3，当超过上述指标时候，存在安全隐患，需及时更换电杆。

安装后，因为种种原因电线杆会出现不同程度的裂痕，严重影响结构的安全运行。电线杆地面上的部分由于其可见，测量较为简单。但是地面下部分，由于其固定在水泥材质的固定底座内，无法直接测量。因此，如何检测电线杆位于固定底座内部分是否具有裂缝，确保电力线路安全运行，是现阶段该技术领域中亟待解决的问题。

发明内容

为解决该问题，本发明提供了一种一种超声检测探头、检测方法以及检测***，可以用于检测电线杆位于固定底座内部分是否具有裂缝，确保了电力线路安全运行。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超声检测探头，用于电线杆裂缝检测，该超声检测探头包括：

柱状本体，所述柱状本体一端为悬挂端，另一端为探测端；

设置在所述探测端的腔体；

设置在所述腔体内的探测装置，所述探测装置用于发射超声探测信号，并用于接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；

其中，所述控制主机用于根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

优选的，在上述超声检测探头中，所述探测装置包括压电陶瓷晶体以及凹面反射镜；

所述压电陶瓷晶体用于发射所述超声探测信号；发射的超声探测信号传播方向平行于所述柱状本体的延伸方向；

所述凹面反射镜用于控制所述超声探测信号的出射方向；所述凹面反射镜用于汇聚所述超声探测信号，并使得汇聚后的超声探测信号沿着垂直于所述延伸方向的方向出射。

优选的，在上述超声检测探头中，所述凹面反射镜能够绕着平行于所述延伸方向的转轴转动。

优选的，在上述超声检测探头中，所述探测端设置有环状的低密度树脂窗口；所述探测信号通过所述低密度树脂窗口出射。

优选的，在上述超声检测探头中，还包括：固定在所述探测端上的环境参数传感器；所述环境参数传感器与所述控制主机连接，用于获取所述垂直钻孔内的温度以及湿度。

优选的，在上述超声检测探头中，所述超声检测探头用于电线杆裂缝检测时设置在垂直钻孔内，所述超声检测探头还包括：固定在所述探测端的照明装置以及图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述垂直钻孔内的图像。

优选的，在上述超声检测探头中，所述悬挂端与所述探测端之间的柱状本体为中空结构；

所述超声检测探头还包括：设置在所述中空结构内的磁力计、加速器、压力室以及测斜仪。

本发明还提供了一种电线杆裂缝的检测方法，包括:

在所述电线杆的固定底座内形成一垂直钻孔；

在所述垂直钻孔内设置超声检测探头，所述超声检测探头为上述任一项所述的超声检测探头；

通过所述超声检测探头向所述垂直钻孔侧壁发射超声探测信号，并接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；

所述控制主机根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

本发明还提供了一种电线杆裂缝的检测***，该检测***包括：上述任一项所述的超声检测探头。

通过上述描述可知，本发明提供的超声检测探头包括：柱状本体，所述柱状本体一端为悬挂端，另一端为探测端；设置在所述探测端的腔体；设置在所述腔体内的探测装置，所述探测装置用于发射超声探测信号，并用于接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；其中，所述控制主机用于根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。所述超声检测探头能够用于检测电线杆位于固定底座内部分是否具有裂缝，确保了电力线路安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种超声检测探头的结构示意图；

图2为图1所示超声检测探头的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的一种检测***的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电线杆采用水泥固定底座进行安装固定，而位于固定底座下方的部分如果存在裂缝，不能通过传统的测量方法进行测量。

为了解决上述问题本申请实施例提供了一种超声检测探头，用于电线杆位于固定底座内部分的裂缝检测，该超声检测探头的结构如图1所示。

参考图1，图1为本申请实施例提供的一种超声检测探头的结构示意图，包括：柱状本体28，所述柱状本体28一端为悬挂端26，一端为探测端21；设置在所述探测端21的腔体A，所述腔体A具有出射窗口，所述腔体内A设置有探测装置27，所述探测装置27用于发射所述探测信号，并用于接收经过反射的探测信号。

所述探测端设置有环状的低密度树脂窗口，所述探测信号通过所述低密度树脂窗口出射。通过所述低密度树脂窗口，能够对所述腔体A形成密封保护，同时能够保证探测信号的传输。

本申请实施例中，所述超声检测探头还包括：磁力计22、加速器23、压力室24以及测斜仪25。磁力计22、压力室24以及测斜仪25与控制主机连接。所述悬挂端与所述探测端之间的柱状本体为中空结构，所述磁力计22、加速器23、压力室24以及测斜仪25均位于所述中空结构中。所述压力室24设置有压力传感器，用于感应中空结构压力，以保证磁力计22、加速器23以及测斜仪25的稳定性。

可选的，本申请实施例所述检测***中，内置磁力计精度为5％；发射的超声波频率为1.4MHz，形成的超声波束尺寸为3mm×3mm。该检测***可分辨最小隙宽为0.1mm的裂隙。

腔体A内的结构可以如图3所示。

参考图2，图2为图1所示超声检测探头的局部放大图，所述探测装置位于腔体A内，所述探测装置27包括：压电陶瓷晶体272以及可旋转的凹面反射镜271。所述压电陶瓷晶体272用于发射所述探测信号，并用于接收经过反射的探测信号。所述凹面反射镜271用于控制所述探测信号的出射方向，并出射的探测信号进行汇集，便于超声探测成像。

具体的，所述凹面反射镜271用于汇聚所述超声探测信号，并使得汇聚后的超声探测信号沿着垂直于所述延伸方向的方向出射。

当进行裂缝检测时，超声检测探头被垂直悬挂，压电陶瓷晶体272的出射超声波入射凹面反射镜271，凹面反射镜271将出射超声波反射并汇集，使得超声波朝向垂直入射钻孔的内壁，具体的，在入射点32处入射垂直钻孔内壁。所述垂直入射指经过汇集的超声波束的轴线33垂直于垂直钻孔的内壁，这样，便于压电陶瓷晶体272接收反射后的探测信号。

所述凹面反射镜271可以绕着所述超声检测探头的延伸方向的转轴转动，即当所述超声检测探头垂直放置时，所述凹面反射镜271可以绕着竖直方向旋转，这样只通过该调整所述凹面反射镜271即可对所述钻孔进行360°的全方位探测，相对于旋转超声检测探头操作简单。

所述超声检测探头还包括固定在所述探测端21上的环境参数传感器；所述环境参数传感器与所述控制主机连接，用于获取所述垂直钻孔内的温度以及湿度。所述环境参数传感器包括用于获取所述温度参数的温度传感器以及用于获取所述湿度的湿度传感器。所述控制主机通过所述温度以及所述湿度可以对反射后的探测信号进行校正，保证超声探测图像的准确性，进而保证当存在裂缝时，获取最后裂缝参数的准确性。

所述超声检测探头用于电线杆裂缝检测时设置在垂直钻孔内，所述超声检测探头还包括：固定在所述探测端的照明装置以及图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述垂直钻孔内的图像，便于所述超声检测探头在所述垂直钻孔内放置。所述图形采集装置可以为摄像头，在放置所述超声检测探头时候，通过所述照明装置照明以及所述图像采集装置的图像采集，能够在绞车控制器上显示垂直钻孔内的图像，使得操作人员通过所述绞车控制器更好的控制超声检测探头的下放设置。

所述探测装置将反射后的超声探测信号发送给控制主机；所述控制主机用于根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

需要说明的是，本申请实施例附图中未示出所述环境参数传感器以及照明装置以及图像采集装置。

通过上述描述可知，本申请实施例所述超声检测探头可以用于电线杆位于固定底座内部分的裂缝检测，确保了电力线路安全运行。

基于上述超声检测探头实施例，本申请实施例还提供了一种检测***，检测***，用于电线杆位于固定底座内部分的裂缝检测，该检测***的结构如图3所示。

参考图3，图3为本申请实施例提供的一种检测***的结构示意图，该检测***包括：超声检测探头11以及控制主机14。该检测***用于电线杆位于固定底座17内部分的裂缝检测。超声检测探头11为上述实施例所述超声检测探头。

所述超声检测探头11用于放置在所述固定底座17的垂直钻孔16内，用于向所述垂直钻孔16的四周发射探测信号，并用于接收经过反射的探测信号，并将所述探测信号发送给所述控制主机。所述探测信号为超声波。

所述控制主机14根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座17内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机14还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

所述电线杆与所述固定底座17的密度不同，故垂直钻孔16侧壁与电线杆表面各自有单独对应的反射参数。且当电线杆存在裂缝时，裂缝位置有单独对应的反射参数。所述反射参数包括：超声波传播时间以及反射后的振幅。所述控制主机14根据超声波的传播时间、反射后的振幅可以绘制出超声探测图像，通过所述超声探测图像可以判断电线管位于固定底座内的部分是否存在裂缝，以及当存在裂缝时，裂缝的尺寸参数，所述裂缝的尺寸参数包括裂缝的长度、宽度、深度以及裂缝的走向。

该检测***还包括：缆绳15、绞车13以及支架12。所述绞车13通过所述缆绳15将所述超声检测探头11放置在所述垂直钻孔16内。所述支架12用于支撑所述缆绳15。其中，所述缆绳内置有电缆，用于实现所述超声检测探头11与所述控制主机14的连接，同时用于实现悬挂超声检测探头11的作用，无需分别采用绳索以及电线。

如图1所示，所述绞车13包括：电机13a以及绞车控制器13b；所述绞车控制器13b与所述电机13a以及所述超声检测探头11连接。上述实施例所述超声检测探头中的加速器23与绞车控制器13b连接。

所述绞车控制器13b用于控制所述电机13a的转动速度，以控制所述超声检测探头11的升降，还用于控制所述超声检测探头11的测量速度。所述绞车控制器13b与所述超声检测探头11连接，用于控制所述超声检测探头发射探测信号的参数，包括信号的参数，以便于实现控制所述超声检测探头11的测量速度的目的。

下面具体说明本申请实施例所述检测***的检测过程：

压电陶瓷晶体272产生并发射高频超声波束轴心传播，即由所述探测端向所述悬挂端传播，被旋转的特制凹面反射镜271垂直反射聚焦后，穿过低密度树脂层到达孔壁，部分超声波经孔壁以及电线杆反射后返回，被压压电陶瓷晶体272接收。

压电陶瓷晶体272记录反射后的超声波的振幅和传播时间并转换成数字信号通过内置有电缆的缆绳传送到控制主机生成超声探测图像。同时，磁力计22记录钻孔内壁各扫描点的磁坐标并对超声探测图像进行定向；测斜仪25则记录钻孔内壁各扫描点的倾斜坐标并计算钻孔的偏移值以及对所测得的结构面(裂隙、岩层、断层等)进行角度校正，以保证超声探测图像准确性，进而保证裂缝测量的准确性。

所述控制主机包括数据采集储存器，在测量过程中，数据采集储存器用于将压电陶瓷晶体收集到的孔壁反射波的振幅和传播时间转换成数字信号并进行数据储存和显示。

所述检测***能够精确检测安装后的电线杆是否存在裂缝，以及存在裂缝时，测量裂缝宽度、裂缝深度、裂缝长度三项参数，确定裂缝的状态、发展和成因，以及合理评价裂缝对电杆的影响，可以很好的指导电线杆的安装，以避免或是减缓裂缝的生成，同时可以指导电线杆安装后的维护工作，保证供电***的长期稳定运行。

本申请实施例还提供了一种电线杆裂缝的检测方法，该检测方法采用上述实施例所述超声检测探头或是检测***进行电线杆裂缝检测，该检测方法如图4所示，包括:

步骤S41：在所述电线杆的固定底座内形成一垂直钻孔。

步骤S42：在所述垂直钻孔内设置超声检测探头，所述超声检测探头上述实施例所述的超声检测探头。

步骤S43：通过所述超声检测探头向所述垂直钻孔侧壁发射超声探测信号，并接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机。

步骤S44：所述控制主机根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

通过所述检测方法，能够对电线杆位于固定底座内部分的进行裂缝检测，如果存在裂缝还可以确定裂缝的尺寸参数，工作效率高，确保了电力线路安全运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种超声检测探头，其特征在于，用于电线杆裂缝检测，该超声检测探头包括：

柱状本体，所述柱状本体一端为悬挂端，另一端为探测端；

设置在所述探测端的腔体；

设置在所述腔体内的探测装置，所述探测装置用于发射超声探测信号，并用于接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；

其中，所述控制主机用于根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

2.根据权利要求1所述的超声检测探头，其特征在于，所述探测装置包括压电陶瓷晶体以及凹面反射镜；

所述压电陶瓷晶体用于发射所述超声探测信号；发射的超声探测信号传播方向平行于所述柱状本体的延伸方向；

所述凹面反射镜用于控制所述超声探测信号的出射方向；所述凹面反射镜用于汇聚所述超声探测信号，并使得汇聚后的超声探测信号沿着垂直于所述延伸方向的方向出射。

3.根据权利要去2所述的超声检测探头，其特征在于，所述凹面反射镜能够绕着平行于所述延伸方向的转轴转动。

4.根据权利要求3所述的超声检测探头，其特征在于，所述探测端设置有环状的低密度树脂窗口；所述探测信号通过所述低密度树脂窗口出射。

5.根据权利要求1所述的超声检测探头，其特征在于，还包括：固定在所述探测端上的环境参数传感器；所述环境参数传感器与所述控制主机连接，用于获取所述垂直钻孔内的温度以及湿度。

6.根据权利要求1所述的超声检测探头，其特征在于，所述超声检测探头用于电线杆裂缝检测时设置在垂直钻孔内，所述超声检测探头还包括：固定在所述探测端的照明装置以及图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述垂直钻孔内的图像。

7.根据权利要求1所述的超声检测探头，其特征在于，所述悬挂端与所述探测端之间的柱状本体为中空结构；

所述超声检测探头还包括：设置在所述中空结构内的磁力计、加速器、压力室以及测斜仪。

8.一种电线杆裂缝的检测方法，其特征在于，包括:

在所述电线杆的固定底座内形成一垂直钻孔；

在所述垂直钻孔内设置超声检测探头，所述超声检测探头为如权利要求1-7任一项所述的超声检测探头；

通过所述超声检测探头向所述垂直钻孔侧壁发射超声探测信号，并接收经过反射的超声探测信号，并将所述超声探测信号发送给控制主机；

所述控制主机根据所述探测信号生成超声探测图像，根据所述超声探测图像判断所述电线杆位于所述固定底座内部分是否存在裂缝，当存在裂缝时，所述控制主机还用于根据所述超声探测图像确定所述裂缝的尺寸参数。

9.一种电线杆裂缝的检测***，其特征在于，该检测***包括：如权利要求1-7任一项所述的超声检测探头。