技术领域
[0001] 本实用新型涉及桥梁检测技术领域，尤其涉及一种桥梁预
应力孔道压浆密实度超声检测装置。
背景技术
[0002] 在后张预应力
混凝土桥梁中，预应力管道的压浆
质量是
预应力混凝土桥梁耐久性的一个重要影响因素。孔道压浆如果不密实或者存在空洞，将会导致预应力
钢绞线被
腐蚀，从而导致有效预
应力降低。严重时甚至会使得钢绞线发生断裂，从而严重影响预应力混凝土桥梁的承载能力和使用寿命。
[0003] 由于意识到孔道压浆密实度的重要性，国内外学者在本世纪之初就开展了关于预应力孔道压浆密实度检测方法的研究，至今已发展出了多种检测方法，比如冲击回波法、探地雷达法、
X射线透射法等方法。
[0004] (1)冲击回波法是利用一个短时的机械冲击产生低频的应力波，应力波在构建便面、内部
缺陷表面或构件表面底部边界之间来回反射，从而产生瞬态共振，其共振
频率能在振幅谱中辩认出来，并用此确定内部缺陷的深度和构件的厚度。该方法优点是测试范围大，对外界操作环境要求低，但是在混凝土
覆盖层厚度达20cm以上时，该方法的
精度便满足不了测试要求。
[0005] (2)探地雷达法通过发射天线向混凝土结构发射高频
电磁波，通过接收天线接收反射电磁波，电磁波在混凝土中传播时遇到存在电性差异的界面时发生反射，根据接收到电磁波的
波形、振幅强度和时间的变化特征推断介质的空间
位置、结构形态等。该方法虽技术较成熟，但对金属较敏感，而预应力金属
波纹管的诱电率大，会对波纹管内部状况起到屏蔽的
副作用，导致电磁波检测不适用于金属波纹管内部压浆的检测。
[0006] (3)x射线投射法是利用不同物质对x光的吸收率有所差异来检测波纹管内部压浆情况，即压浆密
实部分对x光的吸收率高而空洞部分对x光的吸收率低。虽然x光透射法结果鲜明直观，检测精度高，可测试混凝土覆盖厚度更厚的梁板，但x光成像设备复杂，有一定
辐射，实际操作不简便且成本较高，目前实际应用较少。
[0007] (4)
超声波检测法根据
超声波在混凝土传播过程中遇到空洞或异质界面时的反射回波的声速、波幅及频率等声学参数来分析判断压浆是否密实的情况。但由于混凝土本身的特性使得高频波段在其中的衰减较大，且声波在混凝土中传播的
指向性较差，同时在伴有随机噪声的情况下，使得目前的检测装置和方法的检测精度无法满足工程要求。
[0008] 为此，相关技术领域的技术人员对此进行了改进，如中国
专利申请号为201210041614.5提出的“一种超声检测桥梁、T梁、箱梁预应力孔道波纹管注浆密实度(缺陷)的装置及方法”，在该申请文件中，由大功率
信号源激励超声信号发射模
块产生高频大功率超声波，超声信号接收模块阵列接收由缺陷反射的超声波信号并转化为
电信号，然后经检测
信号处理及显示单元模块进行处理并对超声信号进行成像输出，根据得到的图像判断波纹管内注浆饱满度。但该方案需要预先在桥梁、T梁或箱梁内部预留一条与注浆波纹管平行的检测通道且内部要充满超声耦合传播用介质，这使得该装置不能应用于未设置检测孔道的已有桥梁的预应力孔道压浆密实度的检测中，该装置的使用范围受到很大限制，为此，我们提出了一种桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置。
实用新型内容
[0009] 本实用新型的目的在于克服
现有技术中存在的上述问题，提供一种桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置，该装置具有结构简洁、适用范围广(检测混凝土深度达35cm以上)、操作便利、检测精度高等特点。
[0010] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：
[0011] 一种桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置，包括检测设备和混凝土梁，所述检测设备上设置有超声波发生器，所述超声波发生器电连接超声发射换能器，所述检测设备上设置有信号滤波放大模块，所述信号滤波放大模块包括
滤波器和信号
放大器，且滤波器电连接信号放大器，所述滤波器电连接超声接收换能器，且超声发射换能器和超声接收换能器均安装在混凝土梁的顶部，所述信号放大器电连接A/D转换器，所述A/D转换器电连接
数据处理模块，所述数据处理模块包括
数据采集器、数据
存储器和数据处理器(DSP)，所述数据采集器电连接数据存储器，所述数据存储器电连接数据处理器(DSP)，所述数据处理器(DSP)电连接可触摸显示模块，所述混凝土梁的内腔设置有预应力管道。
[0012] 优选地，上述桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置中，所述超声发射换能器和超声接收换能器之间的间隔距离为L，所述超声发射换能器和超声接收换能器测量
时移动的距离为a，所述L为a的3-5倍，这样每次测量时移动相同的距离a，可以完成多点测试采集工作。
[0013] 优选地，上述桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置中，所述可触摸显示模块包含
液晶显示屏和电容
触摸屏，液晶显示屏可以对数据和图形进行显示，电容触摸屏便于输入控制操作信息，且方便使用人员进行操作控制。
[0014] 优选地，上述桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置中，所述电容触摸屏为工业级触摸显示屏，工业级触摸显示屏容易得到，且可以很好的满足本装置的使用需要。
[0015] 优选地，上述超声波的的频率为30KH，并在混凝土中传播，
[0016] 优选地，上述桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置中，所述滤波器为可编程滤波器，这样使得可以对滤波器进行编程控制操作，提高装置的使用适应性。
[0017] 本实用新型的有益效果是：
[0018] 本实用新型结构设计合理，一方面本实用新型中的技术方案具有结构简洁、适用范围广(检测混凝土深度达35cm以上)、操作便利、检测精度高等特点，另一方面本实用新型中的技术方案是提供一种基于宽量程超声波检测技术的预应力孔道压浆密实度的检测方法，该方法依据超声发射波的
频谱特征来判断所检测位置的压浆密实度状况，该检测方法原理简单、易操作、精度高、适用范围广，相比其它检测方法，本实用新型之检测方法具有原理简单、操作简便、检测精度高、适用范围广、工作效率高等特点。
[0019] 当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。
[0021] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0022] 图2为本实用新型的检测实施示意图一；
[0023] 图3为本实用新型的检测实施示意图二；
[0024] 图4为图3中A部结构放大示意图；
[0025] 图5为本实用新型的频谱分布示意图；
[0026] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0027] 1-检测设备、2-超声波发生器、3-超声发射换能器、4-超声接收换能器、5-滤波器、6-信号滤波放大模块、7-信号放大器、8-A/D转换器、9-数据处理模块、10-数据采集器、11-数据存储器、12-数据处理器(DSP)、13-可触摸显示模块、14-混凝土梁、15-预应力管道、16-超声波传播途径。
具体实施方式
[0028] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029] 请参阅图1-5所示，本实施例为一种桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置，包括检测设备1和混凝土梁14，检测设备1上设置有超声波发生器2，超声波发生器2电连接超声发射换能器3，检测设备1上设置有信号滤波放大模块6，信号滤波放大模块6包括滤波器5和信号放大器7，且滤波器5电连接信号放大器7，滤波器5为可编程滤波器，这样使得可以对滤波器5进行编程控制操作，提高装置的使用适应性，滤波器5电连接超声接收换能器4，且超声发射换能器3和超声接收换能器4均安装在混凝土梁14的顶部，超声发射换能器3和超声接收换能器4之间的间隔距离为L，超声发射换能器3和超声接收换能器4测量时移动的距离为a，L为a的3-5倍，这样每次测量时移动相同的距离a，可以完成多点测试采集工作，信号放大器7电连接A/D转换器8，A/D转换器8电连接数据处理模块9，数据处理模块9包括数据采集器10、数据存储器11和数据处理器(DSP)12，数据采集器10电连接数据存储器11，数据存储器11电连接数据处理器(DSP)12，数据处理器(DSP)12电连接可触摸显示模块13，可触摸显示模块13包含液晶显示屏和电容触摸屏，液晶显示屏可以对数据和图形进行显示，电容触摸屏便于输入控制操作信息，且方便使用人员进行操作控制，电容触摸屏为工业级触摸显示屏，工业级触摸显示屏容易得到，且可以很好的满足本装置的使用需要，混凝土梁14的内腔设置有预应力管道15。
[0030] 检测设备整体结构简洁、操作简便、适用范围广：通过超声发生器2激发超声波发射换能器3在
检测区域发出超声波，超声波接收换能器3接收经检测区域反射出的超声波并发送至用于过滤及放大所接收信号的滤波器5和信号放大器7，进一步发送至A/D转换器8转换成
数字信号，进一步经数据处理模块9进行数据采集、存储、处理后由可触摸显示模块13进行显示，检测设备1基于宽量程超声波检测技术来判定预应力孔道压浆是否密实，即由于压浆空洞处超声反射波的频谱峰值分布在高频区，而压浆密实处的超声反射波频谱峰值分布在低频区，因此通过对比分析超声反射波的波形及频谱就可判定检测区域的压浆密实度，相比其它检测方法，本实用新型之检测方法具有原理简单、操作简便、检测精度高、适用范围广、工作效率高等特点。
[0031] 一种桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置的检测方法，该桥梁预应力孔道压浆密实度超声检测装置及其检测方法的具体步骤为：
[0032] 步骤一：依据设计图纸，在混凝土梁的侧立面描出预应力管道相应位置，并确定梁侧立面至预应力管道的混凝土厚度；
[0033] 步骤二：将所述检测设备之超声发射换能器及超声接收换能器间隔L距离放置于已涂好
接触材料的待检测区域处；
[0034] 步骤三：打开所述检测设备，向检测区段激发不同频段的超声波并接收回波；
[0035] 步骤四：为进一步达到消除噪音放大信号的效果，在该测试区段采取多点测试方案，超声发射换能器与超声接收换能器保持相同间距L同时沿着预应力管道向同一方向移动小段距离a，根据需要进行多次移动测试超声波发射换能器发射超声波，穿透混凝土梁抵至预应力管道，经由预应力管道导引做直线传播，并由超声接收换能器对超声波进行接收；
[0036] 步骤五：检测设备将多点测试采集到的信号进行数据转换、采集、存储、处理，在显示屏幕上显示出波形图以及频谱图；
[0037] 步骤六：根据反射波频谱图进行对比分析，反射波幅值若分布在高频区域(80KHZ左右)则表明压浆不密实或存在空洞，反射波幅值若分布在低频区域(20KHZ～40KHZ)则表明该检测区段压浆密实。
[0038] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039] 以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的
修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
