一种用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及公路桥梁检测领域，尤其涉及一种用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统。
【背景技术】
[0002]我国公路桥梁多为钢筋混凝土结构，内部设有纵横交错钢筋网、预应力管道、钢绞线等多种特征目标，因此对桥梁混凝土结构内部缺陷和病害的检测，技术要求高、检测难度大。常规的钻芯取样法对桥梁破坏性大，影响结构的使用安全，现采用的无损检测方法有回弹法测混凝土强度、电磁感应法测钢筋保护层厚度等指标，只能得出某一项指标，不能全面获取桥梁混凝土结构内部的详细信息。
[0003]探地雷达作为一种先进的新型无损检测技术，具有无损、快速、准确、可实时成像、检测结果有追溯性的技术优势，近年来在工程检测领域得到越来越广泛的应用，探地雷达技术为公路桥梁混凝土结构检测提供了新的手段，能够对混凝土结构内部的关键性指标进行检测，包括钢筋定位、施工质量缺陷和病害等目标，具有显著的应用效果和技术优势。
[0004]但是，探地雷达用于桥梁混凝土检测，尚存在不足，主要表现在单天线检测覆盖性差、效率低、有效检测深度浅，检测成果显示为抽象的二维雷达图像，判断分析相对抽象，主要依靠检测人员对设备及检测技术的理解程度，容易引起争议。上述局限性既影响了探地雷达混凝土检测的效果，同时也制约了其自身在公路桥梁混凝土检测领域的应用和发展。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型所述用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统，探地雷达主机、可移动载具装置、显示装置和天阵线列装置；所述探地雷达主机固定在所述可移动载具装置内，且与所述可移动载具装置的测距轮编码器连接；所述显示装置固定在所述可移动载具装置上，与所述探地雷达主机连接；将所述天阵线列固定设置在所述可移动载具装置上，所述天阵线列与所述探地雷达主机连接。
[0007]优选地，所述探地雷达主机通过串口与所述测距轮编码器连接。
[0008]优选地，所述探地雷达主机通过USB数据线与所述显示装置连接。
[0009]优选地，所述探地雷达主机是5通道探地雷达主机。
[0010]优选地，所述天阵线列装置包括三对发射接收探头，三对发射接收探头设置在同一平面上，相邻两个发射接收探头之间的垂直距离为5-lOcm。
[0011]更优选地，每对发射接收探头中包括平行设置的一个发射探头和一个接收探头，所述发射探头和所述接收探头的极化方向均与探测方向垂直。
[0012]更优选地，三对发射接收探头中的六个探头两两平行设置。
[0013]优选地，所述显示装置包括笔记本电脑。
[0014]优选地，所述可移动载具装置是一个可移动箱体结构。
[0015]优选地，所述可移动箱体结构的规格为366mmX 195mmX 115mm。
[0016]本实用新型的有益效果是:
[0017]本实用新型是针对桥梁混凝土内部质量检测设备，达到快速、准确、高效、无损检测的目的，形成直观可视化的三维图示结果，为指导新建桥梁质量控制、运营桥梁健康检测和维修加固提供可靠数据支撑，满足行业亟需，减少工程质量事故，特别是对今后公路桥梁质量管理都有特别重要的指导作用。
[0018]本实用新型可对公路桥梁混凝土结构进行快速高效的检测，这些检测包括:钢筋网片、各类混凝土施工缺陷和各类混凝土病害等目标的快速无损检测，并通过三维可视化处理，获取其精确位置、发育深度和范围等信息，作为公路桥梁混凝土工程质量评价的可靠依据，实现桥梁日常管理和维护的信息化、数字化和精细化。
【附图说明】
[0019]图1是用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统结构示意图；
[0020]图2是图1中所述天阵线列装置中三对探头的排列分布示意图，1表示发射探头，2表示接收探头。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]实施例
[0023]参照图1，本实施例所述用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统，探地雷达主机、可移动载具装置、显示装置和天阵线列装置；所述探地雷达主机固定在所述可移动载具装置内，且与所述可移动载具装置的测距轮编码器连接；所述显示装置固定在所述可移动载具装置上，与所述探地雷达主机连接；将所述天阵线列固定设置在所述可移动载具装置上，所述天阵线列与所述探地雷达主机连接。更详细的解释说明:
[0024](一 )所述探地雷达主机通过串口与所述测距轮编码器连接。所述探地雷达主机通过USB数据线与所述显示装置连接。所述探地雷达主机是5通道探地雷达主机。所述显示装置包括笔记本电脑。
[0025]( 二)所述天阵线列装置包括三对发射接收探头，三对发射接收探头设置在同一平面上，相邻两个发射接收探头之间的垂直距离为5-lOcm。每对发射接收探头中包括平行设置的一个发射探头和一个接收探头，所述发射探头和所述接收探头的极化方向均与探测方向垂直。三对发射接收探头中的六个探头两两平行设置。本实施例中所述三对发射接收探头呈“品”字型排列。
[0026](三)所述可移动载具装置是一个可移动箱体结构。所述可移动箱体结构的规格为 366mmX 195mmX 11 5mmη
[0027]通过5通道雷达主机配合高频天线阵，检测探测公路桥梁混凝土结构中的结构目标缺陷和病害目标，这些目标包括:钢筋网片、保护层厚度、裂缝、空洞、异物、离析等。然后利用配套数据后处理软件对雷达检测数据进行三维化处理，获取桥梁混凝土内部目标的三维影像，更直观地显示和度量目标的详细信息。
[0028]本实用新型所述用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统的优点在于:
[0029]1)桥梁检测专用型设备。主要针对桥梁钢筋混凝土结构进行研发，研发指标主要紧扣桥梁使用的要求，便携式、多天线阵列、高效率、高探测深度、实时性等均为该设备的优点。
[0030]2)桥梁检测便携式设备。形成便携式的阵列雷达系统的，雷达系统的长宽高为366mmX195mmX115mm(长X宽X高)，带把手高度为170mm，重量仅为3.5 kg，可以广泛应用于桥梁公路路面检测，桥梁梁体检测等。
[0031]3)高测线密度设备。设备工作时，阵列天线之间的线采样间隔为5cm，较高的阵列密度不但增加了雷达探测到病害的概率，而且保证了最终的成像效果和数据质量。
[0032]4)高实用性设备。采用处理单元和采集单元分开的方法进行工作，即保证了采集设备能够有效的快速采集，也保证了利用计算机进行数据处理快速、高效、便利的特点。
[0033]5)高探测性能设备。高性能及新型器件的应用，保证了设备具有理想的探测深度，在桥梁钢筋混凝土结构中能够达到600_的有效探测深度，比常规探地雷达具有更高的探测精度和深度。
[0034]6)高精度及稳定性设备。高速时钟信号的同步解决及5ps时基高精度控制使雷达系统具有卓越的探测性能和稳定性。
[0035]通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果:
[0036]本实用新型成功解决了钢筋混凝土钢筋成像及病害探测的技术难点，为桥梁钢筋混凝土结构检测提供了重要的技术支持。通过阵列雷达系统的探测与三维成像，能够得到桥梁结构内部的钢筋分布和缺陷的位置及大体形状，为桥梁的质量检测、维护加固和翻新提供直接的数据支持，指导维护维修方案及针对性病害处理，避免盲目性维修。本实用新型与传统单通道探地雷达和其他设备探测相比，探测效率大大增加，有利于大面积桥梁的探测需要。本实用新型可以很好的适用于桥梁验收检测、桥梁维护加固、桥梁内部病害处理及钢筋准确定位等方面，实用性强，经济效益巨大，社会效益显著，在桥梁及其他钢筋混凝土结构检测及探测中具有广泛的推广应用前景。
[0037]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统，其特征在于，探地雷达主机、可移动载具装置、显示装置和天阵线列装置； 所述探地雷达主机固定在所述可移动载具装置内，且与所述可移动载具装置的测距轮编码器连接；所述显示装置固定在所述可移动载具装置上，与所述探地雷达主机连接；将所述天阵线列固定设置在所述可移动载具装置上，所述天阵线列与所述探地雷达主机连接。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述探地雷达主机通过串口与所述测距轮编码器连接。3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述探地雷达主机通过USB数据线与所述显示装置连接。4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述探地雷达主机是5通道探地雷达主机。5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述天阵线列装置包括三对发射接收探头，三对发射接收探头设置在同一平面上，相邻两个发射接收探头之间的垂直距离为5-lOcm。6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，每对发射接收探头中包括平行设置的一个发射探头和一个接收探头，所述发射探头和所述接收探头的极化方向均与探测方向垂直。7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，三对发射接收探头中的六个探头两两平行设置。8.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述显示装置包括笔记本电脑。9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述可移动载具装置是一个可移动箱体结构。10.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述可移动箱体结构的规格为366mmX 195mmX 115mm0
【专利摘要】本实用新型是一种用于公路桥梁混凝土三维检测的雷达系统，涉及公路桥梁检测领域。包括：探地雷达主机、可移动载具装置、显示装置和天阵线列装置；所述探地雷达主机固定在所述可移动载具装置内，且与所述可移动载具装置的测距轮编码器连接；所述显示装置固定在所述可移动载具装置上，与所述探地雷达主机连接；将所述天阵线列固定设置在所述可移动载具装置上，所述天阵线列与所述探地雷达主机连接。本实用新型实现了对公路桥梁混凝土结构进行快速高效的检测，达到快速、准确、高效、无损检测的目的，且形成直观可视化的三维图示结果。
【IPC分类】G01V3/12
【公开号】CN204964774
【申请号】CN201520774595
【发明人】喻永华, 李晓明, 焦兴华, 王天舟, 韩学义, 徐金凤, 张冠华, 王少华, 李福贵, 徐进伏, 罗利华, 崔海涛, 郭富强, 施兴华
【申请人】辽宁省交通工程质量与安全监督局, 大连中睿科技发展有限公司, 辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心, 中国电波传播研究所青岛分所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月30日