专利名称：多跨孔全组合循测式声波仪的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种岩土工程钻孔法及基桩埋管法声波检测技术领域中的多跨孔声波检测装置。
背景技术：
在公开号为2079657的实用新型专利中，提到了一种石油勘探钻井中采用的单发双收声波测井仪；在公开号为85102018的发明专利中，提到了一种设有两台以上超声波发射接收装置的复杂岩体数字存储声波仪；在公开号为85102580的发明专利中，涉及一种可用于工程现场测试岩体、土体、混凝土体的低频声波仪；在国际国内有关文献中已有关于跨孔声波测试方法与仪器设备的报导。在上述这些已公开的技术中，所采用的都是单发单收或单发双收的声波仪，由于每个声波换能器在测试过程中都是固定地设置为发射或接收功能，因而当进行多孔间的跨孔测试时则必须按检测面分多次完成而造成换能器多次升降的重复性操作，存在效率低和因提升装置机械性误差引起的不同检测面测试之间一致性差的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种多跨孔全组合循测式声波检测装置，能在岩土工程及基桩的多跨孔声波检测中由程控切换各声波换能器的发射和接收功能，使各孔之间的全组合跨孔检测可在同一高程循环排序完成，从而使各检测面的测试可在一次换能器的同步升或降操作过程中完成，具有效率高和一致性好的优点。
为达到上述目的，本发明在上述多跨孔全组合循测式声波仪中采用了一个多通道发射与接收切换装置，该装置由n个声波换能器接入端、n个单刀三掷继电开关、输入n选一模拟电子开关、声波发射机及单片机接口输出的数字控制信号端组成；n个单刀三掷继电开关的公共端分别与n个收发两用孔中声波换能器的信号输出端连接、其可选端1分别与输入n选一模拟电子开关的n个输入端连接、其可选端2分别与地线连接、其可选端3分别与声波发射机的高压输出端连接，n个单刀三掷继电开关的程控端分别与单片机接口输出的相应数字信号端连接，输入n选一模拟电子开关的程控端与单片机接口相应数字信号端连接、其公共输出端与多通道信号放大与采集装置连接，声波发射机的发射脉冲控制端与单片机接口相应数字信号端连接。
图1多跨孔全组合循测式声波仪结构框2多通道发射与接收切换装置电路原理3多跨孔全组合检测面示意图具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的多跨孔全组合循测式声波仪由n个收发两用孔中声波换能器接入端S1～Sn、多通道发射与接收切换装置、多通道信号放大与采集装置、声波发射机及单片机、上位计算机组成；当n个声波换能器在机械提升装置操纵下同步稳定于某一高程后，上位机程序通过RS-232串行通讯口与单片机进行通讯和控制，单片机通过输出接口发出控制码对多通道发射与接收切换装置进行设置，循环设置的步骤依次为S1发射，S2、S3…Sn接收；S2发射，S3、S4…Sn接收； Sn-1发射，Sn接收。
最终经过n-1次的不同设置，形成n个钻孔每两钻孔之间为一检测记录的全组合跨孔测试发射与接收关系。多通道信号放大与采集装置在每一种不同的发射与接收设置下与声波发射机一起在单片机程控下同步工作，依次对各接收换能器的信号进行放大、A/D转换和数据存储，并由单片机经总线寻址读取信号的时程曲线数据后由串行通讯口RS-232传递到上位机显示和保存；在每一个高程，n个孔总共测得Cn2=n(n-1)/(1×2)]]>条声波测试时程曲线，由机械升降装置将n个声波换能器沿钻孔轴向布置于不同的测点高程，可分别由上述的循环设置与发射、信号采集过程得到沿高程分布的各检测面的全组合记录，最终仅在一次性的升或降操作过程中完成了多跨孔全组合的声波检测任务。
在图2中，由n个单刀三掷继电开关、一个输入n选一模拟电子开关、一个声波发射机及有关数字控制信号端组成一个多通道发射与接收切换装置。K1、K2…Kn为单刀三掷继电开关，其公共端分别与声波换能器接入端S1、S2…Sn连接，K1～Kn的可选端1分别与输入n选一模拟电子开关的n个输入端连接以提供输入电压信号Vi1～Vin；K1～K2的可选端2都与地线连接，当声波换能器的功能在继电开关控制下在发射与接收状态之间切换时须先选择2端对地放电从而避免换能器残余电荷形成的高压损坏信号放大与采集电路；K1～Kn的可选端3都与声波发射机的高压脉冲输出端连接，当继电开关打向3端时声波发射机高压输出脉冲VH将对所选声波换能器进行充放电以实现声波发射；K1～Kn的控制码分别为由单片机接口输出的控制信号Q1Q0、Q3Q2…Q2n-1Q2n-2，单片机程序与上位机程序相配合对K1～Kn按上述的循环设置步骤进行设置从而实现多跨孔全组合的循环测试功能。
在图3中，n个钻孔共形成Cn2个跨孔检测面，其编号分别为1-2，1-3，1-4，…，1-n2-3，2-4，…，2-n； (n-1)-n。
在基桩的埋管声波透射法检测中，一般常用4根预埋管，故取n＝4，则共有检测面数为Cn2=6,]]>如图中阴影所示。
由于本发明采用了多通道发射与接收切换装置，能在岩土工程及基桩的多跨孔声波透射法检测中由上位计算机及单片机程序控制实现各声波换能器发射与接收功能的切换并在同一高程循环排序完成每两孔之间的全组合跨孔测试，因此各声波换能器只需在机械升降装置控制下进行一次性同步升或降操作过程就能完成多跨孔全组合检测面的测试，大大提高了工作效率和各检测面记录的一致性。
权利要求
1.一种由上位计算机及软件控制，带有多个收发两用孔中声波换能器接入端、多通道发射与接收切换装置、多通道信号放大与采集装置、声波发射机及前端单片机的多跨孔全组合循测式声波仪，其特征在于该设备中带有一个多通道发射与接收切换装置，该装置由n个声波换能器接入端、n个单刀三掷继电开关、输入n选一模拟电子开关、声波发射机及单片机接口输出的数字控制信号端组成；n个单刀三掷继电开关的公共端分别与n个收发两用孔中声波换能器的信号输出端连接、其可选端1分别与输入n选一模拟电子开关的n个输入端连接、其可选端2分别与地线连接、其可选端3分别与声波发射机的高压输出端连接，n个单刀三掷继电开关的程控端分别与单片机接口输出的相应数字信号端连接，输入n选一模拟电子开关的程控端与单片机接口相应数字信号端连接、其公共输出端与多通道信号放大与采集装置连接，声波发射机的发射脉冲控制端与单片机接口相应数字信号端连接。
2.根据权利要求1所述的多跨孔全组合循测式声波仪，其特征在于n个孔之间的全组合跨孔声波检测在同一高程下循环排序完成，收发两用声波换能器S1～Sn在保持高程不变情况下循环设置的步骤依次为S1发射，S2、S3…Sn接收；S2发射，S3，S4…Sn接收； Sn-1发射，Sn接收。
全文摘要
本发明公开了一种岩土工程钻孔法及基桩埋管法声波检测技术领域中的多跨孔全组合循测式声波仪，这种设备中带有一个多通道发射与接收切换设置，该装置由n个声波换能器接入端、n个单刀三掷继电开关、一个输入n选一模拟电子开关、一个声波发射机及单片机和有关数字控制信号端组成，能在上位计算机和单片机程序的控制下实现各声波换能器发射与接收功能的切换并在同一高程内由循环排序完成跨孔的全组合测试，使多跨孔的全组合检测面的测试只需在各声波换能器的一次性同步升或降操作过程中完成，具有效率高、一致性好的特点。
文档编号G01N29/00GK1504748SQ02147760
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者刘明贵, 李祺, 张 杰, 柴华友, 吴涛, 孙东宁 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所