一種用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及公路橋梁檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)公路橋梁多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有縱橫交錯(cuò)鋼筋網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力管道、鋼絞線等多種特征目標(biāo)，因此對(duì)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷和病害的檢測(cè)，技術(shù)要求高、檢測(cè)難度大。常規(guī)的鉆芯取樣法對(duì)橋梁破壞性大，影響結(jié)構(gòu)的使用安全，現(xiàn)采用的無損檢測(cè)方法有回彈法測(cè)混凝土強(qiáng)度、電磁感應(yīng)法測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度等指標(biāo)，只能得出某一項(xiàng)指標(biāo)，不能全面獲取橋梁混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的詳細(xì)信息。
[0003]探地雷達(dá)作為一種先進(jìn)的新型無損檢測(cè)技術(shù)，具有無損、快速、準(zhǔn)確、可實(shí)時(shí)成像、檢測(cè)結(jié)果有追溯性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近年來在工程檢測(cè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，探地雷達(dá)技術(shù)為公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)提供了新的手段，能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)部的關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，包括鋼筋定位、施工質(zhì)量缺陷和病害等目標(biāo)，具有顯著的應(yīng)用效果和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0004]但是，探地雷達(dá)用于橋梁混凝土檢測(cè)，尚存在不足，主要表現(xiàn)在單天線檢測(cè)覆蓋性差、效率低、有效檢測(cè)深度淺，檢測(cè)成果顯示為抽象的二維雷達(dá)圖像，判斷分析相對(duì)抽象，主要依靠檢測(cè)人員對(duì)設(shè)備及檢測(cè)技術(shù)的理解程度，容易引起爭(zhēng)議。上述局限性既影響了探地雷達(dá)混凝土檢測(cè)的效果，同時(shí)也制約了其自身在公路橋梁混凝土檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所述用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)，探地雷達(dá)主機(jī)、可移動(dòng)載具裝置、顯示裝置和天陣線列裝置；所述探地雷達(dá)主機(jī)固定在所述可移動(dòng)載具裝置內(nèi)，且與所述可移動(dòng)載具裝置的測(cè)距輪編碼器連接；所述顯示裝置固定在所述可移動(dòng)載具裝置上，與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接；將所述天陣線列固定設(shè)置在所述可移動(dòng)載具裝置上，所述天陣線列與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接。
[0007]優(yōu)選地，所述探地雷達(dá)主機(jī)通過串口與所述測(cè)距輪編碼器連接。
[0008]優(yōu)選地，所述探地雷達(dá)主機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線與所述顯示裝置連接。
[0009]優(yōu)選地，所述探地雷達(dá)主機(jī)是5通道探地雷達(dá)主機(jī)。
[0010]優(yōu)選地，所述天陣線列裝置包括三對(duì)發(fā)射接收探頭，三對(duì)發(fā)射接收探頭設(shè)置在同一平面上，相鄰兩個(gè)發(fā)射接收探頭之間的垂直距離為5-lOcm。
[0011]更優(yōu)選地，每對(duì)發(fā)射接收探頭中包括平行設(shè)置的一個(gè)發(fā)射探頭和一個(gè)接收探頭，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭的極化方向均與探測(cè)方向垂直。
[0012]更優(yōu)選地，三對(duì)發(fā)射接收探頭中的六個(gè)探頭兩兩平行設(shè)置。
[0013]優(yōu)選地，所述顯示裝置包括筆記本電腦。
[0014]優(yōu)選地，所述可移動(dòng)載具裝置是一個(gè)可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選地，所述可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)的規(guī)格為366mmX 195mmX 115mm。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]本實(shí)用新型是針對(duì)橋梁混凝土內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、高效、無損檢測(cè)的目的，形成直觀可視化的三維圖示結(jié)果，為指導(dǎo)新建橋梁質(zhì)量控制、運(yùn)營(yíng)橋梁健康檢測(cè)和維修加固提供可靠數(shù)據(jù)支撐，滿足行業(yè)亟需，減少工程質(zhì)量事故，特別是對(duì)今后公路橋梁質(zhì)量管理都有特別重要的指導(dǎo)作用。
[0018]本實(shí)用新型可對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速高效的檢測(cè)，這些檢測(cè)包括:鋼筋網(wǎng)片、各類混凝土施工缺陷和各類混凝土病害等目標(biāo)的快速無損檢測(cè)，并通過三維可視化處理，獲取其精確位置、發(fā)育深度和范圍等信息，作為公路橋梁混凝土工程質(zhì)量評(píng)價(jià)的可靠依據(jù)，實(shí)現(xiàn)橋梁日常管理和維護(hù)的信息化、數(shù)字化和精細(xì)化。
【附圖說明】
[0019]圖1是用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1中所述天陣線列裝置中三對(duì)探頭的排列分布示意圖，1表示發(fā)射探頭，2表示接收探頭。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]實(shí)施例
[0023]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例所述用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)，探地雷達(dá)主機(jī)、可移動(dòng)載具裝置、顯示裝置和天陣線列裝置；所述探地雷達(dá)主機(jī)固定在所述可移動(dòng)載具裝置內(nèi)，且與所述可移動(dòng)載具裝置的測(cè)距輪編碼器連接；所述顯示裝置固定在所述可移動(dòng)載具裝置上，與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接；將所述天陣線列固定設(shè)置在所述可移動(dòng)載具裝置上，所述天陣線列與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接。更詳細(xì)的解釋說明:
[0024](一 )所述探地雷達(dá)主機(jī)通過串口與所述測(cè)距輪編碼器連接。所述探地雷達(dá)主機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線與所述顯示裝置連接。所述探地雷達(dá)主機(jī)是5通道探地雷達(dá)主機(jī)。所述顯示裝置包括筆記本電腦。
[0025]( 二)所述天陣線列裝置包括三對(duì)發(fā)射接收探頭，三對(duì)發(fā)射接收探頭設(shè)置在同一平面上，相鄰兩個(gè)發(fā)射接收探頭之間的垂直距離為5-lOcm。每對(duì)發(fā)射接收探頭中包括平行設(shè)置的一個(gè)發(fā)射探頭和一個(gè)接收探頭，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭的極化方向均與探測(cè)方向垂直。三對(duì)發(fā)射接收探頭中的六個(gè)探頭兩兩平行設(shè)置。本實(shí)施例中所述三對(duì)發(fā)射接收探頭呈“品”字型排列。
[0026](三)所述可移動(dòng)載具裝置是一個(gè)可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)。所述可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)的規(guī)格為 366mmX 195mmX 11 5mmη
[0027]通過5通道雷達(dá)主機(jī)配合高頻天線陣，檢測(cè)探測(cè)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)目標(biāo)缺陷和病害目標(biāo)，這些目標(biāo)包括:鋼筋網(wǎng)片、保護(hù)層厚度、裂縫、空洞、異物、離析等。然后利用配套數(shù)據(jù)后處理軟件對(duì)雷達(dá)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維化處理，獲取橋梁混凝土內(nèi)部目標(biāo)的三維影像，更直觀地顯示和度量目標(biāo)的詳細(xì)信息。
[0028]本實(shí)用新型所述用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0029]1)橋梁檢測(cè)專用型設(shè)備。主要針對(duì)橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行研發(fā)，研發(fā)指標(biāo)主要緊扣橋梁使用的要求，便攜式、多天線陣列、高效率、高探測(cè)深度、實(shí)時(shí)性等均為該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。
[0030]2)橋梁檢測(cè)便攜式設(shè)備。形成便攜式的陣列雷達(dá)系統(tǒng)的，雷達(dá)系統(tǒng)的長(zhǎng)寬高為366mmX195mmX115mm(長(zhǎng)X寬X高)，帶把手高度為170mm，重量?jī)H為3.5 kg，可以廣泛應(yīng)用于橋梁公路路面檢測(cè)，橋梁梁體檢測(cè)等。
[0031]3)高測(cè)線密度設(shè)備。設(shè)備工作時(shí)，陣列天線之間的線采樣間隔為5cm，較高的陣列密度不但增加了雷達(dá)探測(cè)到病害的概率，而且保證了最終的成像效果和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
[0032]4)高實(shí)用性設(shè)備。采用處理單元和采集單元分開的方法進(jìn)行工作，即保證了采集設(shè)備能夠有效的快速采集，也保證了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理快速、高效、便利的特點(diǎn)。
[0033]5)高探測(cè)性能設(shè)備。高性能及新型器件的應(yīng)用，保證了設(shè)備具有理想的探測(cè)深度，在橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中能夠達(dá)到600_的有效探測(cè)深度，比常規(guī)探地雷達(dá)具有更高的探測(cè)精度和深度。
[0034]6)高精度及穩(wěn)定性設(shè)備。高速時(shí)鐘信號(hào)的同步解決及5ps時(shí)基高精度控制使雷達(dá)系統(tǒng)具有卓越的探測(cè)性能和穩(wěn)定性。
[0035]通過采用本實(shí)用新型公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0036]本實(shí)用新型成功解決了鋼筋混凝土鋼筋成像及病害探測(cè)的技術(shù)難點(diǎn)，為橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)提供了重要的技術(shù)支持。通過陣列雷達(dá)系統(tǒng)的探測(cè)與三維成像，能夠得到橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋分布和缺陷的位置及大體形狀，為橋梁的質(zhì)量檢測(cè)、維護(hù)加固和翻新提供直接的數(shù)據(jù)支持，指導(dǎo)維護(hù)維修方案及針對(duì)性病害處理，避免盲目性維修。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)單通道探地雷達(dá)和其他設(shè)備探測(cè)相比，探測(cè)效率大大增加，有利于大面積橋梁的探測(cè)需要。本實(shí)用新型可以很好的適用于橋梁驗(yàn)收檢測(cè)、橋梁維護(hù)加固、橋梁內(nèi)部病害處理及鋼筋準(zhǔn)確定位等方面，實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益巨大，社會(huì)效益顯著，在橋梁及其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)及探測(cè)中具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
[0037]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，探地雷達(dá)主機(jī)、可移動(dòng)載具裝置、顯示裝置和天陣線列裝置； 所述探地雷達(dá)主機(jī)固定在所述可移動(dòng)載具裝置內(nèi)，且與所述可移動(dòng)載具裝置的測(cè)距輪編碼器連接；所述顯示裝置固定在所述可移動(dòng)載具裝置上，與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接；將所述天陣線列固定設(shè)置在所述可移動(dòng)載具裝置上，所述天陣線列與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述探地雷達(dá)主機(jī)通過串口與所述測(cè)距輪編碼器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述探地雷達(dá)主機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線與所述顯示裝置連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述探地雷達(dá)主機(jī)是5通道探地雷達(dá)主機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述天陣線列裝置包括三對(duì)發(fā)射接收探頭，三對(duì)發(fā)射接收探頭設(shè)置在同一平面上，相鄰兩個(gè)發(fā)射接收探頭之間的垂直距離為5-lOcm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述系統(tǒng)，其特征在于，每對(duì)發(fā)射接收探頭中包括平行設(shè)置的一個(gè)發(fā)射探頭和一個(gè)接收探頭，所述發(fā)射探頭和所述接收探頭的極化方向均與探測(cè)方向垂直。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，三對(duì)發(fā)射接收探頭中的六個(gè)探頭兩兩平行設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置包括筆記本電腦。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)載具裝置是一個(gè)可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述可移動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)的規(guī)格為366mmX 195mmX 115mm0
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種用于公路橋梁混凝土三維檢測(cè)的雷達(dá)系統(tǒng)，涉及公路橋梁檢測(cè)領(lǐng)域。包括：探地雷達(dá)主機(jī)、可移動(dòng)載具裝置、顯示裝置和天陣線列裝置；所述探地雷達(dá)主機(jī)固定在所述可移動(dòng)載具裝置內(nèi)，且與所述可移動(dòng)載具裝置的測(cè)距輪編碼器連接；所述顯示裝置固定在所述可移動(dòng)載具裝置上，與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接；將所述天陣線列固定設(shè)置在所述可移動(dòng)載具裝置上，所述天陣線列與所述探地雷達(dá)主機(jī)連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速高效的檢測(cè)，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、高效、無損檢測(cè)的目的，且形成直觀可視化的三維圖示結(jié)果。
【IPC分類】G01V3/12
【公開號(hào)】CN204964774
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520774595
【發(fā)明人】喻永華, 李曉明, 焦興華, 王天舟, 韓學(xué)義, 徐金鳳, 張冠華, 王少華, 李福貴, 徐進(jìn)伏, 羅利華, 崔海濤, 郭富強(qiáng), 施興華
【申請(qǐng)人】遼寧省交通工程質(zhì)量與安全監(jiān)督局, 大連中?？萍及l(fā)展有限公司, 遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)研發(fā)中心, 中國(guó)電波傳播研究所青島分所
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日