专利名称：混凝土测厚仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混凝土厚度测量装置，尤其涉及一种混凝土测厚仪。
背景技术：
在挖掘施工中，由于常存在欠挖现象或围岩松动变形，会造成隧道断面 尺寸减小，为了保证隧道衬砌完工后的净空，施工单位往往会减小衬砌的厚 度，这样会导致衬砌厚度的不足。然而在隧道施工中，隧道村砌的厚度是影 响隧道衬砌施工质量的重要因素，衬砌厚度不足将会影响隧道的承载能力， 并且导致防渗水、抗冻能力降低。由于施工中的地质、水文情况复杂，不可 预见因素较多，因此使隧道衬砌厚度的测量较为困难。
现有技术一种测量隧道衬砌厚度的方法是钻孔取芯法，这种方法观察直 接、效果一目了然，但却对衬砌带来了一定的破坏性，如果采样较多则修补 起来会对结构造成损伤。现有技术另 一种测量隧道衬砌厚度的方法采用声波 测量法，即利用小锤锤击被测量村砌来判断声波的传播时间，而后利用声波
接收探头进行接收。这种方法最多只能进行3 5次测量，并且随着信号的快 速衰减会导致测量结果不稳定；再者，由于每次锤击的力度会随使用者的不 同而变化，会造成测量数值的离散性较大，测量精度低，测量结果误差大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种混凝土测厚仪，有效解决现有测量方法测 量结果不稳定、误差大等技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种混凝土测厚仪，包括向混凝土
3发射声波信号并接收反射回来声波信号获得多次测量数据的声波探头，所述 声波探头与接收所述多次测量数据并通过统计获得混凝土厚度的微处理器连 接。
其中，所述声波探头可以通过接口电路与所述微处理器连接。 进一步地，所述声波探头包括向混凝土发射声波信号的声波发射器、接 收反射回来声波信号的声波接收器和放大滤波电路，所述声波发射器和声波 接收器分別与所述放大滤波电路连接，所述放大滤波电路与所述接口电路连 接。
所述声波发射器为可输出20千赫~ 40千赫高频率脉沖的高频发射器。 在上述技术方案基础上，所述微处理器包括控制模块、与所述声波探头 连接且接收多次测量数据的接口模块和根据所述多次测量数据通过统计获得 混凝土厚度的计算模块，所述控制模块分别与所述接口模块和所述计算模块 连接。
所述控制模块进一步包括中心控制单元，用于控制发射指令、发射次数 和各次发射时间间隔的发射控制单元和用于在一次发射之后切换至下一发射 频率的频率切换单元，所述发射控制单元和频率切换单元分别与所述接口模 块和中心控制单元连接，所述中心控制单元与所述计算模块连接。
进一步，还包括液晶显示器和存储器，所述液晶显示器和存储器分别与 所述中心控制单元连接。
本实用新型提供了 一种混凝土测厚仪，采用微处理器控制声波探头来向 被测混凝土发射和接收声波信号，在已知声波信号在混凝土中传播速度的情 况下，通过测量声波信号在混凝土中的传播时间来计算混凝土的厚度。本实 用新型通过采用多次重复发射，并将各次测量结果进行统计得出混凝土厚度 的平均值，使测量结果稳定、精确度高，通过采用不同发射频率保证了测量 的一致性。进一步地，本实用新型通过将声波发射器和声波接收器设置在同 一个声波探头中，简化了结构，缩短了测量的程序和时间。
图1为本实用新型混凝土测厚仪实施例一的结构示意图
图2为本实用新型混凝土测厚仪实施例二的结构示意图 图3为本实用新型混凝土测厚仪实施例三的结构示意图 图4为本实用新型混凝土测厚仪实施例四的结构示意图。 附图标记说明
100—声波探头； 400—液晶显示器； 102 —声波接收器； 202—控制模块； 2022 —频率切换单元；
200—微处理器；
500—存储器；
103 —放大滤波电路；
203—计算模块；
202 3—中心控制单元。
300—4妾口电^各； IOI —声波发射器； 201—接口模块； 2021 —发射控制单元；
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本实用新型混凝土测厚仪实施例一的结构示意图，如图1所示， 本实施例混凝土测厚仪包括声波探头100和微处理器200，其中，声波探头 100用于向混凝土发射声波信号，并接收反射回来声波信号，以获得多次测 量数据，微处理器200与声波探头IOO连接，用于从声波探头IOO接收多次 测量数据，并通过统计获得混凝土厚度。
在测量混凝土厚度时，将声波探头100设置在被测混凝土表面的一侧， 由于声波探头100与微处理器200连接，因此在微处理器200的控制下，声 波探头100向被测混凝土发射声波信号，当声波信号到达被测混凝土表面时 被反射，声波探头100接收反射回来的第一声波信号并送入微处理器200， 当声波信号到达被测混凝土背面时被再次反射，反射回来的第二声波信号被 声波探头100接收并送入微处理器200,微处理器200根据第一声波信号和第二声波信号进行计算荻得被测混凝土厚度值，计算具体为首先计算出第 一声波信号和第二声波信号之间的时间间隔，然后根据声波信号在混凝土中 的传播速度，即可获得被测混凝土厚度值。在一次测量之后，在微处理器200 的控制下，声波探头100再次向被测混凝土发射声波信号，过程如前所述， 经过多次的测量，微处理器200对多次测量的数据进行统计得出被测混凝土 厚度的平均值。
本实施例混凝土测厚仪采用微处理器控制声波探头向被测混凝土发射和 接收声波信号，在已知声波信号在混凝土中传播速度的情况下，通过测量声 波信号在混凝土中的传播时间来计算混凝土的厚度，并且采用了多次发射声 波信号，对测量数据进行统计得出混凝土厚度的平均值，使测量的结果稳定， 精确度高。
图2为本实用新型混凝土测厚仪实施例二的结构示意图，如图2所示， 在本实用新型实施例一的基础上，声波探头100可以通过接口电路300与微 处理器200连接。作为一个优选的实施例，声波探头100包括声波发射器101 、 声波接收器102和放大滤波电路103,声波发射器101用于向混凝土发射声 波信号，声波接收器102用于接收反射回来声波信号，放大滤波电路103分 别与声波发射器101和声波接收器102连接，用于对声波信号进行放大滤波 处理，同时放大滤波电路103与接口电路300连接。实际使用中，声波发射 器101可以为可输出20千赫~40千赫高频率脉沖的高频发射器，优选地， 声波发射器101输出30千赫的高频率脉冲。
本实施例的混凝土测厚仪通过将声波发射器和声波接收器设置在声波探 头中，使声波的发射和接收在同一个声波探头中进行，不仅具有结构简单的 特点，而且简化了测量的程序和时间，方便了仪器的使用。由于声波发射器 和声波接收器分别与放大滤波电路连接，使得声波发射器发射的声波信号和 声波接收器接收的声波信号经过放大滤波电路后由模拟信号转化成了数字信 号，这样有效避免了模拟信号由于传输衰减导致的信号失真，从而使测量结果更加精确。
图3为本实用新型混凝土测厚仪实施例三的结构示意图，如图3所示， 微处理器200包括接口模块201、控制模块202和计算模块203，其中，接口 模块201通过接口电路300与声波探头100连接，用于接收多次测量数据； 控制模块202与接口模块201连接，用于通过接口模块201控制声波探头100 发射声波信号和接收反射回来声波信号；计算模块203与控制模块202连接， 用于在控制模块202的控制下根据多次测量数据通过统计获得混凝土厚度。 进一步地，控制模块202包括发射控制单元2021、频率切换单元2022和中 心控制单元2023，发射控制单元2021用于向声波探头100发送控制指令， 控制声波探头100发射声波信号的发射次数、各次发射时间等参数，频率切 换单元2022用于向声波探头IOO发射控制指令，控制声波探头IOO在一次发 射之后切换至下一发射频率，中心控制单元2023分别与发射控制单元2021、 频率切换单元2022和计算模块203连接，用于控制发射控制单元2021、频 率切换单元2022和计算模块203的工作。
在测量混凝土厚度时，由于发射控制单元2021与中心控制单元2023连 接，因此在中心控制单元2023的控制下，发射控制单元2021通过接口模块 201向声波发射器101发送发射指令，声波发射器101执行相应的发射指令 向被测混凝土发射声波信号，当声波信号到达被测混凝土表面时反射，声波 接收器102接收反射回来的第一声波信号并通过接口模块201送入中心控制 单元2023中，当声波信号到达被测混凝土背面时再次反射，反射回来的第二 声波信号被声波接收器102接收并通过接口模块201送入中心控制单元2023 中，在中心控制单元2023的控制下，计算模块203根据第一声波信号和第二 声波信号进行计算获得被测混凝土厚度值，具体计算过程同实施例一所述。 又由于频率切换单元2022与中心控制单元2023连接，在中心控制单元2023 的控制下，在一次测量结束之后，频率切换单元2022切换至下一发射频率， 发射控制单元2021再次通过接口模块201向声波发射器101发送发射指令，过程如前所述。经过不同频率的多次测量之后，计算;f莫块203对多次测量数 据进行统计得出被测混凝土厚度的平均值。
本实施例的混凝土测厚仪，其微处理器具有切换各次发射频率的功能， 这样在各次测量中采用不同的频率，保证了测量的 一致性。
图4为本实用新型混凝土测厚仪实施例四的结构示意图，如图4所示， 在上述实施例的基础上，混凝土测厚仪还包括液晶显示器400和存储器500， 液晶显示器400与微处理器200中的中心控制单元2023连接，用于显示测量 结果，存储器500与微处理器200中的中心控制单元2023连接，用于存储测 量数据和测量结果。
本实施例的混凝土测厚仪在前述实施例的基础上又增加了液晶显示器来 显示计算结果，并且具有数据存储功能，使混凝土测厚仪的计算结果更加直 观，功能更加完善。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非 限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技 术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种混凝土测厚仪，其特征在于，包括向混凝土发射声波信号并接收反射回来声波信号获得多次测量数据的声波探头，所述声波探头与接收所述多次测量数据并通过统计获得混凝土厚度的微处理器连接。
2、 根据权利要求1所述的混凝土测厚仪，其特征在于，所述声波探头通 过接口电路与所述微处理器连接。
3、 根据权利要求2所述的混凝土测厚仪，其特征在于，所述声波探头包 括向混凝土发射声波信号的声波发射器、接收反射回来声波信号的声波接收 器和放大滤波电路，所述声波发射器和声波接收器分别与所述放大滤波电路 连接，所述放大滤波电路与所迷接口电路连接。
4、 根据权利要求3所述的混凝土测厚仪，其特征在于，所述声波发射器 为可输出20千赫~40千赫高频率脉沖的高频发射器。
5、 根据权利要求1~4中任一权利要求所述的混凝土测厚仪，其特征在 于，所述微处理器包括控制模块、与所述声波探头连接且接收多次测量数据 的接口模块和根据所述多次测量数据通过统计获得混凝土厚度的计算模块，所述控制模块分别与所述接口模块和所述计算模块连接。
6、 根据权利要求5所述的混凝土测厚仪，其特征在于，所述控制模块包 括中心控制单元，用于控制发射指令、发射次数和各次发射时间间隔的发射 控制单元和用于在一次发射之后切换至下一发射频率的频率切换单元，所述 发射控制单元和频率切换单元分别与所述接口模块和中心控制单元连接，所 述中心控制单元与所述计算模块连接。
7、 根据权利要求6所述的混凝土测厚仪，其特征在于，还包括液晶显示 器和存储器，所述液晶显示器和存储器分别与所述中心控制单元连接。
专利摘要本实用新型涉及一种混凝土测厚仪，包括向混凝土发射声波信号并接收反射回来声波信号获得多次测量数据的声波探头，声波探头与接收多次测量数据并通过统计获得混凝土厚度的微处理器连接。声波探头包括向混凝土发射声波信号的声波发射器、接收反射回来声波信号的声波接收器和放大滤波电路，声波发射器和声波接收器分别与放大滤波电路连接，放大滤波电路与接口电路连接。本实用新型通过多次重复发射，并将各次测量结果进行统计得出混凝土厚度的平均值，使测量结果稳定、精确度高，通过采用不同发射频率保证了测量的一致性。进一步地，本实用新型通过将声波发射器和声波接收器设置在同一个声波探头中，简化了结构，缩短了测量的程序和时间。
文档编号G01B17/02GK201340258SQ20082012291
公开日2009年11月4日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者蔡友发, 岩 赵 申请人:北京光电技术研究所