CN218469809U - 一种用于超声波成槽检测的探头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检验检测认证技术领域，尤其涉及一种用于超声波成槽检测的探头装置，包括主机、升降组件、主连接线缆、探头、超声波换能器组件、接收换能器、发射换能器、直圆管、清扫机构、信号线缆和连接器，升降组件与主机电性连接，探头通过主连接线缆和连接器与升降组件连接，探头设置有两个圆孔，两根直圆管的一端分别设置有发射换能器和接收换能器，两根直圆管的另一端分别贯穿对应的圆孔，并通过信号线缆相互连接，超声波换能器组件设置在探头上，超声波换能器组件与主连接线缆连接，清扫机构设置在探头上，以此方式所检测出的数据不会偏差，结果准确。

Description

一种用于超声波成槽检测的探头装置

技术领域

本实用新型涉及检验检测认证技术领域，尤其涉及一种用于超声波成槽检测的探头装置。

背景技术

超声成孔成槽检测仪由平板电脑(或笔记本)、电池盒、超声探头、深度测量装置和提升机构组成，超声探头、深度测量装置和提升机构集成在线架上，由两根钢丝绳牵引，平板电脑与线架间通过无线连接，槽宽采用超声波发射测距法：超声探头在提升装置的控制下从槽口匀速下降，深度测量装置测取探头下放的深度并传到主机，主机根据设定的时间间隔控制超声发射探头发射超声波并同步启动计时，主机根据设定的采样延时和采样率启动高速高精度信号采集器采集超声信号，由于泥浆的声阻抗远小于土层(或岩石)介质的声阻抗，超声波几乎从孔壁产生全反射，反射波经过泥浆传播后被接收换能器接收，反射波到达的时间即为超声波在槽内泥浆中的传播时间，通过传播时间计算超声换能器与槽壁的距离，从而计算该截面的槽宽值，超声波速通过槽口标定获得或经验值设定。

但现场超声波的波速通过槽口进行标定，实际槽中泥浆颗粒会沉淀，槽浅部泥浆浓度小，槽深部泥浆浓度大，超声波在槽底大浓度泥浆的传播速度相对槽口小浓度泥浆大，导致在检测结果中槽底宽度较实际宽度小，计算得出的垂直度也存在误差，导致检测数据出现偏差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于超声波成槽检测的探头装置，旨在解决现有技术中现场超声波的波速通过槽口进行标定，实际槽中泥浆颗粒会沉淀，槽浅部泥浆浓度小，槽深部泥浆浓度大，超声波在槽底大浓度泥浆的传播速度相对槽口小浓度泥浆大，导致在检测结果中槽底宽度较实际宽度小，计算得出的垂直度也存在误差，导致检测数据出现偏差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种用于超声波成槽检测的探头装置，包括主机、升降组件、主连接线缆、探头、超声波换能器组件、接收换能器、发射换能器、直圆管、清扫机构、信号线缆和连接器，所述升降组件与所述主机电性连接，所述探头通过所述主连接线缆和所述连接器与所述升降组件连接，所述探头设置有两个圆孔，两根所述直圆管的一端分别设置有发射换能器和接收换能器，两根所述直圆管的另一端分别贯穿对应的所述圆孔，并通过所述信号线缆相互连接，所述超声波换能器组件设置在所述探头上，所述超声波换能器组件与所述主连接线缆连接，所述清扫机构设置在所述探头上。

其中，所述超声波换能器组件包括两组超声波换能器和超声波换能器连接线缆，两组所述超声波换能器对称设置在所述探头上，两组所述超声波换能器通过所述超声波换能器连接线缆与所述主连接线缆连接。

其中，所述清扫机构包括电机和清洗件，所述电机设置在所述探头上，所述电机的输出端与所述清洗件固定连接。

其中，所述清洗件包括轴承和刮片，所述探头设置有连接口，所述轴承与所述电机的输出端固定连接，所述轴承远离所述电机的一端贯穿所述连接口，并与所述刮片固定连接。

其中，所述升降组件包括升降机和多个滚轮，所述升降机与所述主机电性连接，多个所述滚轮均与所述升降机滚动连接。

本实用新型的一种用于超声波成槽检测的探头装置，在检测时，首先将所述升降组件置于槽口，所述探头位于槽宽中心位置，利用所述主机中控制软件设置设计检测参数，并通过所述组件和所述主连接线缆将所述探头下放，所述主机控制所述升降组件下放探头，并实时记录所述探头下放深度，在所述探头下降过程中，按照设置的深度间隔自动控制所述超声波换能器组件沿水平方向发射超声波，所述超声波换能器组件同步接收同侧槽壁反射回的超声波信号，并转换成电信号，通过所述主连接线缆传输至所述主机，所述主机根据反射的超声波信号实时调整所述探头升降速度以及所述超声波换能器组件通道的信号增益，衰减噪声，增强反射信号的清晰度，所述探头到达底部后，启动所述清扫机构，所述清扫机构清扫所述探头底部的沉渣，同时控制所述探头缓慢下降，重复该操作，直至所述探头无明显下降，此时，所述探头底部沉渣清扫完毕，根据所述主机设定速度来提升所述探头，在所述探头提升过程中，所述主机按照设定的深度间隔自动控制所述超声波换能器组件沿水平方向发射超声波，所述超声波换能器组件同步接收同侧槽壁反射回的超声波信号，所述接收换能器和所述发射换能器发射接收得到超声波直达信号，将接收到的超声波信号转换成电信号，通过所述主连接线缆传输至所述主机，所述主机对电信号进行处理，确定经槽壁的反射超声波信号传播时间，并根据换所述接收换能器和所述发射换能器得出的该深度截面超声波传播速度，计算该侧所述超声波换能器组件与同侧槽壁的距离，所述探头上的所述接收换能器和所述发射换能器依次完成一次所述超声波换能器组件与同侧槽壁的距离测定，直至检测所述探头到达槽口，通过所述主机中软件图像显示程序，可以得到该槽槽宽深度的剖面图，同时得出修正后的平均槽宽、倾斜度、槽深等参数；还可以得到波速槽深曲线，在这之中，所述发射换能器发射超声波，所述接收换能器接收来自槽壁反射的超声波的信号，得到声时t1等参数，所述发射换能器与所述接收换能器处于距离为x，所述接收换能器接收所述发射换能器发射的直达超声波信号，得到声时t1’等参数，将超声波信号转换成电信号通过所述主连接线缆传输至所述主机，所述主机中软件根据公式b1＝1/2x/t1’*t1得出侧面至槽壁距离，同理得出相对侧面至槽壁的距离b2，已知所述探头在槽宽方向的长度b3，则该出槽宽b＝b1+b2+b3，该槽宽即为经过实时波速校正后的槽宽，以此方式所检测出的数据不会偏差，结果准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的用于超声波成槽检测的探头装置的结构示意图。

图2是本实用新型的用于超声波成槽检测的探头装置的局部结构示意图。

1-主机、2-升降组件、3-主连接线缆、4-探头、5-超声波换能器组件、6-接收换能器、7-发射换能器、8-直圆管、9-清扫机构、10-信号线缆、11-超声波换能器、12-超声波换能器连接线缆、13-电机、14-轴承、15-刮片、16-升降机、17-滚轮、18-圆孔、19-连接口、20-连接器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种用于超声波成槽检测的探头装置，包括主机1、升降组件2、主连接线缆3、探头4、超声波换能器组件5、接收换能器6、发射换能器7、直圆管8、清扫机构9、信号线缆10和连接器20，所述升降组件2与所述主机1电性连接，所述探头4通过所述主连接线缆3和所述连接器20与所述升降组件2连接，所述探头4设置有两个圆孔18，两根所述直圆管8的一端分别设置有发射换能器7和接收换能器6，两根所述直圆管8的另一端分别贯穿对应的所述圆孔18，并通过所述信号线缆10相互连接，所述超声波换能器组件5设置在所述探头4上，所述超声波换能器组件5与所述主连接线缆3连接，所述清扫机构9设置在所述探头4上；

所述超声波换能器组件5包括两组超声波换能器11和超声波换能器连接线缆12，两组所述超声波换能器11对称设置在所述探头4上，两组所述超声波换能器11通过所述超声波换能器连接线缆12与所述主连接线缆3连接。

在本实施方式中，在检测时，首先将所述升降组件2置于槽口，所述探头4位于槽宽中心位置，利用所述主机1中控制软件设置设计检测参数，并通过所述组件和所述主连接线缆3将所述探头4下放，所述主机1控制所述升降组件2下放探头4，并实时记录所述探头4下放深度，在所述探头4下降过程中，按照设置的深度间隔自动控制所述超声波换能器组件5沿水平方向发射超声波，所述超声波换能器组件5同步接收同侧槽壁反射回的超声波信号，并转换成电信号，通过所述主连接线缆3传输至所述主机1，所述主机1根据反射的超声波信号实时调整所述探头4升降速度以及所述超声波换能器组件5通道的信号增益，衰减噪声，增强反射信号的清晰度，所述探头4到达底部后，启动所述清扫机构9，所述清扫机构9清扫所述探头4底部的沉渣，同时控制所述探头4缓慢下降，重复该操作，直至所述探头4无明显下降，此时，所述探头4底部沉渣清扫完毕，根据所述主机1设定速度来提升所述探头4，在所述探头4提升过程中，所述主机1按照设定的深度间隔自动控制所述超声波换能器组件5沿水平方向发射超声波，所述超声波换能器组件5同步接收同侧槽壁反射回的超声波信号，所述接收换能器6和所述发射换能器7发射接收得到超声波直达信号，将接收到的超声波信号转换成电信号，通过所述主连接线缆3传输至所述主机1，所述主机1对电信号进行处理，确定经槽壁的反射超声波信号传播时间，并根据换所述接收换能器6和所述发射换能器7得出的该深度截面超声波传播速度，计算该侧所述超声波换能器组件5与同侧槽壁的距离，所述探头4上的所述接收换能器6和所述发射换能器7依次完成一次所述超声波换能器组件5与同侧槽壁的距离测定，直至检测所述探头4到达槽口，通过所述主机1中软件图像显示程序，可以得到该槽槽宽深度的剖面图，同时得出修正后的平均槽宽、倾斜度、槽深等参数；还可以得到波速槽深曲线，在这之中，所述发射换能器7发射超声波，所述接收换能器6接收来自槽壁反射的超声波的信号，得到声时t1等参数，所述发射换能器7与所述接收换能器6处于距离为x，所述接收换能器6接收所述发射换能器7发射的直达超声波信号，得到声时t1’等参数，将超声波信号转换成电信号通过所述主连接线缆3传输至所述主机1，所述主机1中软件根据公式b1＝1/2x/t1’*t1得出侧面至槽壁距离，同理得出相对侧面至槽壁的距离b2，已知所述探头4在槽宽方向的长度b3，则该出槽宽b＝b1+b2+b3，该槽宽即为经过实时波速校正后的槽宽，以此方式所检测出的数据不会偏差，结果准确。

进一步地，所述清扫机构9包括电机13和清洗件，所述电机13设置在所述探头4上，所述电机13的输出端与所述清洗件固定连接；

所述清洗件包括轴承14和刮片15，所述探头4设置有连接口19，所述轴承14与所述电机13的输出端固定连接，所述轴承14远离所述电机13的一端贯穿所述连接口19，并与所述刮片15固定连接。

在本实施方式中，通过设置所述电机13、所述轴承14和所述刮片15，在所述探头4到达指定位置后，启动所述电机13，所述电机13的输出端通过所述轴承14带动所述刮片15对沉渣进行清扫。

进一步地，所述升降组件2包括升降机16和多个滚轮17，所述升降机16与所述主机1电性连接，多个所述滚轮17均与所述升降机16滚动连接。

在本实施方式中，通过设置所述升降机16和多个所述滚轮17，可以通过多个所述滚轮17来移动所述升降机16，且所述升降机16为电动绞车，带有手动摇把，在电动提升有故障时，可通过手动摇把将仪器安全提升，电缆绞车带有电缆下放深度检测功能和下限位功能，所述探头4下放到孔底沉渣表面后电缆松弛，触动电缆绞车的下限位开关，电缆绞车停止电缆下放。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种用于超声波成槽检测的探头装置，其特征在于，

包括主机、升降组件、主连接线缆、探头、超声波换能器组件、接收换能器、发射换能器、直圆管、清扫机构、信号线缆和连接器，所述升降组件与所述主机电性连接，所述探头通过所述主连接线缆和所述连接器与所述升降组件连接；

所述探头设置有两个圆孔，两根所述直圆管的一端分别设置有发射换能器和接收换能器，两根所述直圆管的另一端分别贯穿对应的所述圆孔，并通过所述信号线缆相互连接，所述超声波换能器组件设置在所述探头上，所述超声波换能器组件与所述主连接线缆连接，所述清扫机构设置在所述探头上。

2.如权利要求1所述的用于超声波成槽检测的探头装置，其特征在于，

所述超声波换能器组件包括两组超声波换能器和超声波换能器连接线缆，两组所述超声波换能器对称设置在所述探头上，两组所述超声波换能器通过所述超声波换能器连接线缆与所述主连接线缆连接。

3.如权利要求2所述的用于超声波成槽检测的探头装置，其特征在于，

所述清扫机构包括电机和清洗件，所述电机设置在所述探头上，所述电机的输出端与所述清洗件固定连接。

4.如权利要求3所述的用于超声波成槽检测的探头装置，其特征在于，

所述清洗件包括轴承和刮片，所述探头设置有连接口，所述轴承与所述电机的输出端固定连接，所述轴承远离所述电机的一端贯穿所述连接口，并与所述刮片固定连接。

5.如权利要求4所述的用于超声波成槽检测的探头装置，其特征在于，

所述升降组件包括升降机和多个滚轮，所述升降机与所述主机电性连接，多个所述滚轮均与所述升降机滚动连接。

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