基于超声波的建筑物桩体检测装置及检测方法与流程

本发明涉及建筑工程中的桩体检测领域，特别提供了一种基于超声波的建筑物桩体检测装置及检测方法。

背景技术：

随着我国经济发展，对高速公路桥梁等建筑物的建设要求越来越高，桩基础作为该领域中最重要的部分，因此，桩基础检测过程被尤为重视。在工程实践中，桩基的施工受着自然条件等等许多因素的影响，因此，地基桩身产生缺陷的可能性是比较高的，所述缺陷会不同程度地影响桩基的力学性能，若不给予桩基严格的检测，将会产生非常严重的安全隐患，直接影响工程的整体质量。

桩体检测方法有很多，首先是高应变法，高应变法虽然足够判定单桩竖向抗压承载力与桩身的完整性，但高应变反射波法所需的激振能量较大，费用较高，通常应用在单桩承载力的检测中，很少应用于完整性检测；其次是钻芯法，虽然能够可靠直观的反映出桩身混凝土内部质量，核实桩基长度，但是其不能观察整个横截面的桩身完整性状况，而且施工水平要求及费用较高；最后是低应变反射波法，操作起来比较方便，然而这种方法冲击能量偏低，应力波衰减相对较快，因此对桩身中下部缺陷的敏感程度较低。

由于上述检测方法存在不足，超声波透射法已成为桩体检测的发展方向。其特点检测全面、细致、直观，并且能精确地检测出桩体的完整性，是一种先进的检测技术。然而，现有的利用超声波透射法检测桩体的装置均为预埋式的，使用不方便。

因此，研制一种便携式的桩体检测装置，成为人们亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于超声波的建筑物桩体检测装置及检测方法，以解决现有桩体探测装置只能预埋，使用不方便的问题。

本发明一方面提供了一种基于超声波的建筑物桩体检测装置，包括：电源供电电路、超声波发射装置、超声波接收装置、第一数据采集电路、第二数据采集电路、stm32主控和上位机，其中，超声波发射装置包括与电源供电电路连接的超声波发射电路和与超声波发射电路连接的发射换能器，所述发射换能器用于将超声波发射电路发射出的超声波能量转化为机械波能量并作用于被测桩体，超声波接收装置包括接收换能器和与接收换能器连接的超声波接收电路，所述接收换能器用于将接收到的机械波能量转化为超声波能量并发送给超声波接收电路，stm32主控分别通过第一数据采集电路和第二数据采集电路与超声波发射电路和超声波接收电路连接，用于接收超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号并发送至上位机，所述stm32主控还与电源供电电路连接，上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

优选，stm32主控与第二数据采集电路通过wifi模块连接。

进一步优选，超声波发射装置上设置有发射装置探头，所述超声波接收装置上设置有接收装置探头，所述超声波发射电路和发射换能器设置于发射装置探头内，所述接收换能器和超声波接收电路设置于接收装置探头中。

进一步优选，所述超声波接收装置还包括设置于超声波接收电路与第二数据采集电路之间的放大器，用于将接收到的超声波信号放大。

进一步优选，所述上位机上设置有显示屏，用于实时显示超声波发射电路发出地的超声波和超声波接收电路接收的超声波的参数信息和波形信息。

本发明还提供了一种基于超声波的建筑物桩体检测方法，利用上述基于超声波的建筑物桩体检测装置实现，包括如下步骤：

(1)、将超声波发射装置置于被测桩体的一侧，并通过超声波发射电路向被测桩体水平发射超声波信号，发射的超声波经发射换能器转化为机械波能量，并作用于被测桩体；

(2)、将超声波接收装置置于被测桩体的另一侧且与超声波发射装置相对设置，超声波接收装置通过接收换能器接收穿透过桩体内部后的机械波能量，将机械波能量转化为超声波，发送给超声波接收电路；

(3)、上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

优选，stm32主控与第二数据采集电路通过wifi模块连接。

进一步优选，超声波发射装置上设置有发射装置探头，所述超声波接收装置上设置有接收装置探头，所述超声波发射电路和发射换能器设置于发射装置探头内，所述接收换能器和超声波接收电路设置于接收装置探头中。

进一步优选，所述超声波接收装置还包括设置于超声波接收电路与第二数据采集电路之间的放大器，用于将接收到的超声波信号放大。

进一步优选，所述上位机上设置有显示屏，用于实时显示超声波发射电路发出地的超声波和超声波接收电路接收的超声波的参数信息和波形信息。

本发明提供的基于超声波的建筑物桩体检测装置及方法，可以对建筑物的桩体内部的完整性进行探测，具体步骤如下：超声波发射装置向桩体发射超声波，通过发射换能器转化为机械能量，利用透射法，该机械能量会穿透桩体，能量产生衰减，超声波接收装置会接收这个衰减后的机械能量，并通过接收换能器转化为超声波，上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明提供的基于超声波的建筑物桩体检测装置的结构框图；

图2为本发明提供的基于超声波的建筑物桩体检测装置在检测过程中的布设位置图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1所示，本发明提供了一种基于超声波的建筑物桩体检测装置，包括：电源供电电路1、超声波发射装置2、超声波接收装置3、第一数据采集电路4、第二数据采集电路5、stm32主控6和上位机7，其中，超声波发射装置2包括与电源供电电路1连接的超声波发射电路21和与超声波发射电路21连接的发射换能器22，所述发射换能器22用于将超声波发射电路21发射出的超声波能量转化为机械波能量并作用于被测桩体，超声波接收装置3包括接收换能器31和与接收换能器31连接的超声波接收电路32，所述接收换能器31用于将接收到的机械波能量转化为超声波能量并发送给超声波接收电路32，stm32主控6分别通过第一数据采集电路4和第二数据采集电路5与超声波发射电路21和超声波接收电路32连接，用于接收超声波发射装置2和超声波接收装置3的超声波信号并发送至上位机7，所述stm32主控6还与电源供电电路1连接，上位机7通过stm32主控6实时获得超声波发射装置2和超声波接收装置3的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

本发明提供的基于超声波的建筑物桩体检测装置，可以对建筑物的桩体内部的完整性进行探测，具体步骤如下：超声波发射装置向桩体发射超声波，通过发射换能器转化为机械能量，利用透射法，该机械能量会穿透桩体，能量产生衰减，超声波接收装置会接收这个衰减后的机械能量，并通过接收换能器转化为超声波，上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

作为技术方案的改进，如图1所示，stm32主控6与第二数据采集电路5通过wifi模块8连接。

作为技术方案的改进，超声波发射装置2上设置有发射装置探头，所述超声波接收装置3上设置有接收装置探头，所述超声波发射电路21和发射换能器22设置于发射装置探头内，所述接收换能器32和超声波接收电路31设置于接收装置探头中。

作为技术方案的改进，所述超声波接收装置3还包括设置于超声波接收电路32与第二数据采集电路5之间的放大器(图中未示出)，用于将接收到的超声波信号放大。

作为技术方案的改进，所述上位机7上设置有显示屏，用于实时显示超声波发射电路21发出地的超声波和超声波接收电路32接收的超声波的参数信息和波形信息。

本发明还提供了一种基于超声波的建筑物桩体检测方法，利用上述基于超声波的建筑物桩体检测装置实现，包括如下步骤：

(1)、将超声波发射装置置于被测桩体的一侧，并通过超声波发射电路向被测桩体水平发射超声波信号，发射的超声波经发射换能器转化为机械波能量，并作用于被测桩体；

(2)、将超声波接收装置置于被测桩体的另一侧且与超声波发射装置相对设置，超声波接收装置通过接收换能器接收穿透过桩体内部后的机械波能量，将机械波能量转化为超声波，发送给超声波接收电路；

(3)、上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

本发明提供的基于超声波的建筑物桩体检测方法，可以对建筑物的桩体内部的完整性进行探测，首先超声波发射装置向桩体发射超声波，并通过发射换能器转化为机械能量，利用透射法，该机械能量会穿透桩体，能量产生衰减，超声波接收装置会接收这个衰减后的机械能量，并通过接收换能器转化为超声波，上位机通过stm32主控实时获得超声波发射装置和超声波接收装置的超声波信号，通过超声波波形图，分析建筑物桩体内部的完整性，实现对建筑物桩体内部的完整性检测的功能。

作为技术方案的改进，stm32主控6与第二数据采集电路5通过wifi模块8连接。

作为技术方案的改进，超声波发射装置2上设置有发射装置探头，所述超声波接收装置3上设置有接收装置探头，所述超声波发射电路21和发射换能器22设置于发射装置探头内，所述接收换能器32和超声波接收电路31设置于接收装置探头中。

作为技术方案的改进，所述超声波接收装置3还包括设置于超声波接收电路32与第二数据采集电路5之间的放大器，用于将接收到的超声波信号放大。

作为技术方案的改进，所述上位机7上设置有显示屏，用于实时显示超声波发射电路21发出地的超声波和超声波接收电路32接收的超声波的参数信息和波形信息。

本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。