用于基桩声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于岩土工程检测领域中的应用声波透射法层析成像CT检测基粧完整性的技术领域，具体涉及用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组。
【背景技术】
[0002]进行层析成像计算时，考虑到混凝土材料骨料中的石子的平均粒径，划分单元通常以10mm为宜，现场检测时传感器组中传感器的间距也不宜大于100mm。现场检测实际是获取一个个检测扇形的每一根声测线的检测声时数据，(检测扇形:一个声测管中某个高度位置处发射声波，另一个声测管中多个高度位置接收声波，多个倾斜角度不同的声测线构成一个共顶点的扇形。检测扇形中声测线的最大倾斜角度称为检测扇形的倾斜角度，《建筑基粧检测技术规范JGJ106—2014》10.4.3规定“采用扇形扫测时，两个换能器中心连线的水平夹角不应大于40σ’，相当于规定了检测扇形的倾斜角度不大于40 °)，通常检测扇形的倾斜角度固定，基粧粧径越大检测剖面的跨距也大，需要的传感器数量增加。
[0003]现有技术涉及的传感器组均由多个传感器构成，等间距串行排布，为了适应不同粧径的基粧检测任务，通常根据最大的检测需求，选用包括尽可能多传感器的传感器组。《建筑基粧检测技术规范JGJ106—2014》10.2.1.1规定用于基粧声波透射法的声波传感器“沿径向振动应无指向性”，声波传感器的换能器件采用环状(压电或磁致伸缩材料)器件，声波传感器的直径受到声测管内径和环状换能器件外径的限制，导线只能从环状压电器件的内部通过。通常一个传感器组一旦制作完成，每个传感器与电缆线的各个芯线的连接关系各有不同，传感器数量是固定的，不能根据现场检测的需要灵活变化，这样显然不经济，在对较小粧径的基粧进行检测时，传感器组中的有些传感器总是处于不工作状态，另外，在使用过程中传感器不可避免的会受到各种损伤，且一旦某个传感器损坏，传感器不易更换，导致整个传感器组的使用都受到影响，甚至报废。
[0004]现场检测时，迫切需要一种可自由组合的声波传感器组，传感器组由N个完全相同的传感器组成，N个传感器可灵活自由互换，可同时用于接收声波信号，位于最下方的传感器可用于发射声波。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组，传感器组包括N个完全相同的传感器，N个传感器可灵活自由互换，可同时用于接收声波信号，位于最下方的传感器可用于发射声波，适用于在一个提升检测过程内完成基粧粧体内M个声测管构成的所有剖面的层析成像CT检测工作。
[0006]本发明采用以下技术方案实现上述发明目的:
用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组，包括电缆线L，还包括从上至下依次设置的电缆连接器端LBS、Ν个声波传感器单元S、发射连接器端ΒΡ，Ν为大于等于I的自然数； 电缆线L包括地线LG、高压线LT、N根信号线Ch1; I为编号，I e {I?N};
每个声波传感器单元S均包括换能器单元Tr、顶部连接器端STP、底部连接器端SBS;电缆连接器端LBS、顶部连接器端STP、底部连接器端SBS和发射连接器端BP均包括地线端G、高压线端T、编号依次为I?N的信号线端I以及编号为O的信号线端O;
电缆线L的地线LG、高压线LT分别与电缆连接器端LBS的地线端G、高压线端T连接，电缆线L的N根信号线(^工与电缆连接器端LBS上相同编号的信号线端I连接；
电缆连接器端LBS的地线端G、高压线端T分别与位于最上方的声波传感器单元S的顶部连接器端STP的地线端G、高压线端T连接，电缆连接器端LBS的N根信号线端I与最上方的声波传感器单元S的顶部连接器端STP的相同编号的N根信号线端I连接；
发射连接器端BP的地线端G、高压线端T分别与位于最下方的声波传感器单元S的底部连接器端SBS的地线端G、高压线端T连接，发射连接器端BP的N根信号线端I与最下方的声波传感器单元S的底部连接器端SBS的相同编号的N根信号线端I连接，发射连接器端BP的信号线端O与发射连接器端BP的高压线端T连接；
每个声波传感器单元S的顶部连接器端STP的地线端G、高压线端T分别与底部连接器端SBS的地线端G、高压线端T连接，编号I大于等于2的情况下，每个声波传感器单元S的顶部连接器端STP的信号线端I与底部连接器端SBS的信号线端1-1连接；
每个声波传感器单元S的顶部连接器端STP的信号线端I与换能器单元Tr的信号线Vo连接，每个声波传感器单元S的顶部连接器端STP的地线端G与换能器单元Tr的地线G连接，每个声波传感器单元S的底部连接器端SBS的信号线端O与换能器单元Tr的发射线F连接。
[0007]如上所述的换能器单元Tr带有前置放大电路，所述的电缆连接器端LBS、顶部连接器端STP、底部连接器端SBS和发射连接器端BP均包括电源线端Vc，所述的电缆线L还包括电源线LVc;
电源线LVc与电缆连接器端LBS的电源线端Vc连接，电缆连接器端LBS的电源线端Vc与位于最上方的声波传感器单元S的顶部连接器端STP的电源线端Vc连接；
发射连接器端BP的电源线端Vc与位于最下方的声波传感器单元S的底部连接器端SBS的电源线端Vc连接；
每个声波传感器单元S的顶部连接器端STP的电源线端Vc与换能器单元Tr的电源端Vc连接。
[0008]现场检测时，任取X个声波传感器单元S，1SXSN，与电缆线L、电缆连接器端LBS、发射连接器端BP组合构成一个包含有X声波传感器单元S的传感器组。
[0009]X=I时，将第一个声波传感器单元S的顶部连接器端STP与电缆连接器端LBS连接，将发射连接器端BP与第一个声波传感器单元S的底部连接器端SBS连接。此时电缆线L中的信号线Chl即为第一个声波传感器单元S的接收信号输出端，同时电缆线L中的高压线LT通过发射连接器端BP与第一个声波传感器单元S的发射端F连接，第一个声波传感器单元S既可用于接收也可用于发射声波信号。
[0010]2 SX SN时，将第一个声波传感器单元S的顶部连接器端STP与电缆连接器端LBS连接，而后依次将第Y个声波传感器单元S的顶部连接器端STP与第Y-1个声波传感器单元S的底部连接器端SBS连接，2 < Y < X，将发射连接器端BP与第X个声波传感器单元S的底部连接器端SBS连接。此时电缆线L中的信号线ChI即为第I个声波传感器单元S的接收信号输出端，I < I《X，同时电缆线L中的高压线LT通过发射连接器端BP与第X个声波传感器单元S的发射端F连接，第X个声波传感器单元S既可用于接收也可用于发射声波信号。
[0011]本发明的有益效果是:
用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组包括N个完全相同的传感器，N个传感器可灵活自由互换，可同时用于接收声波信号，位于最下方的传感器可用于发射声波。
[0012]1、首先是现场使用方便，可自由添加。由于检测的粧基直径不同，为保证检测精度，跨距(或粧径)大的，要求的传感器组中的传感器数量多，跨距(或粧径)小的，要求的传感器组中的传感器数量少，因此在工地现场即可实现传感器组的自由添加或者减少，灵活方便。
[0013]2、可自由互换和自由替换。由于只有最下方的传感器用于发射，该传感器既要承受高压发射，也要能接收低电压信号，因此最下面的传感器的使用寿命与上部传感器的使用寿命必然不同，因此可自由互换，可以保证整个传感器组的使用寿命。同时当中间一个或几个传感器性能下降或者损坏，不管性能下降或者损坏的传感器在传感器组中的哪个位置，都可以自由替换。
[0014]3、成本下降。由于可以做到自由互换和自由替换，因此当该传感器组中某一个或多个传感器损坏时，只需要更换相应的传感器，而不至于将整个传感器组都淘汰，可大大节约成本。另外一般情况下，电缆的使用寿命要高于单个传感器的使用寿命，因此更换传感器可以延长整个传感器组的使用寿命，从而节省成本。
【附图说明】
[0015]图1用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的原理图。
[0016](a)电缆线L及电缆连接器端LBS的原理图；
(b)声波传感器单元S原理图；
(c)发射连接器端BP原理图；
L:电缆线；
LBS:电缆连接器端；
S:声波传感器单元；
STP:顶部连接器端；
SBS:底部连接器端；
BP:发射连接器端；
LG:地线；
LT:尚压线；
Tr:换能器单元；
Vo:接收信号输出端；
F:发射端；
G:地线端；
T:高压线端；
O:发射端； 1、2、3、4、…、Ι、...、Ν:连接器的N个信号线端。
[0017]图2用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的连接原理图(带有电源线)。
[0018](a)电缆线L及电缆连接器端LBS的原理图；
(b)声波传感器单元S原理图；
(c)发射连接器端BP原理图；
LVc:电源线；
Vc:电源线端。
[0019]图3实施例2中用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的连接示意图(声波传感器单元S为四个)。
[0020]图4实施例3中用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的连接示意图(包含有选通器件)。
[0021]LC:电缆线L的控制线；
V1:电缆线L的输出线；
SC:选通器件。
[0022]图5为实施例4中用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组的连接示意图(包含发射机)。
[0023]A:发射机。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明的技术方案进一步详细说明:
实施例1:
如图1所示，用于基粧声波透射法检测的可自由组合的声波传感器组，包括电缆线L，还包括从上至下依次设置的电缆连接器端LBS、N个声波传感器单元S、发射连接器端BP，N为大于等于I的自然数；
电缆线L包括地线LG、高压线LT、N根信号线Ch1; I为编号，I e {I?N};
每个声波传感器单元S均包括换能器单元Tr、顶部连接器端STP、底部连接器端SBS;电缆连接器端LBS、顶部连接器端STP、底部连接器端SBS和发射连接器端BP均包