[发明专利]混凝土路面厚度检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动检测领域技术，尤其是指一种混凝土路面厚度检测系统及检测方法。

背景技术

路面是公路工程的重要组成部分之一，它直接承受和传递行驶车辆的荷载作用，并保护路基免受各种自然因素的侵袭。自20世纪90年代以来，我国水泥混凝土路面以前所未有的速度快速发展。目前，我国已经成为当今世界上拥有水泥混凝土路面里程最多的国家之一，水泥混凝土路面每年在建规模超过25000 km。根据我国特重交通量与超重轴载的运营和路面的早期破损等情况，《公路水泥混凝土路面设计规范》( JTG D40- 2002) 提出我国一般水泥混凝土路面最薄设计厚度200 mm，高速公路水泥混凝土路面最薄设计厚度260mm；《公路水泥混凝土路面施工技术规范》( JTG F30- 2003) 按可靠度理论提高了水泥混凝土路面施工对配制弯拉强度的要求，希望能够达到有效遏制特重交通量与超重轴载下的早期快速破损问题。

目前我国对水泥混凝土路面强度、厚度的检测广泛采用钻孔取芯的方式，这种传统的破损检测方法费工、费时、成本高、抽样率低，而且取样后还要修补路面，对路面的各项质量指标都有所影响，这与优质高效修建公路的要求是不相适应的。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种混凝土路面厚度检测系统及检测方法，从超声换能器入手，结合先进的数字处理方法，给出了有效的超声反射信号的初始位置识别方法，提高了水泥混凝土路面厚度的测量精度。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种混凝土路面厚度检测系统，包括两个超声换能器、分别连接于两个超声换能器的同步发射控制电路、同步接收控制电路，还包括远程连接于同步发射控制电路和同步接收控制电路的计算机控制系统；由同步发射控制电路产生一个标准宽度的高压脉冲，使其中一个超声换能器产生超声波，超声波从混凝土路面斜射入，遇到不同地质层材料后反射回混凝土路面，由另一个超声换能器接收反射波，并通过同步接收控制电路处理后，远程传输到计算机控制系统，由计算机控制系统计算出混凝土路面的厚度。

作为一种优选方案，所述两个超声换能器采用既可作为发射器，也可作为接受器的配对换能器，且两个超声换能器均为宽带超声换能器。

作为一种优选方案，所述同步发射控制电路包括依次连接于超声换能器的触发电路、升压电路和稳压电路。

作为一种优选方案，所述同步接收控制电路包括依次连接于超声换能器的放大电路、滤波电路、采样电路、保持电路、A/D转换电路和接口电路。

作为一种优选方案，所述采样电路系一种放大倍数可调的采样电路。

作为一种优选方案，所述A/D转换电路选用了10M、10位的高速AD转换器件。

作为一种优选方案，所述计算机控制系统包括内置混凝土厚度计算模块的计算机、分别连接于计算机的显示器和键盘。

一种混凝土路面厚度检测方法，采用如权利要求1至8任一项所述的混凝土路面厚度检测系统进行测试，其步骤如下：首先，采用反射法，由同步发射控制电路产生一个标准宽度的高压脉冲，使其中一个超声换能器产生超声波，用另一个超声换能器接收反射波，通过同步接收控制电路处理后送到计算机控制系统；然后，由计算机控制系统内置的混凝土厚度计算模块对混凝土路面厚度进行计算，计算公式为：                                                ；式中V为超声波在被测混凝土中的传播速度；L为发射换能器和接受换能器之间的距离，根据反射波到达时间t，即可求得道路厚度。

作为一种优选方案，当采用反射法进行超声检测时，用于接收反射波的超声换能器采用了水耦合法进行反射波的接收。

作为一种优选方案，反射波的识别方法采用小波分析法，将一个信号分解成对时域和尺度的贡献，确定反射波和面波叠加的起始位置，综合得到反射波的起始位置。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，本发明是由两个超声换能器、一同步发射控制电路、一同步接收控制电路和一计算机控制系统组成，通过超声换能器发送和接收超声波来检测混凝土路面的厚度，不会破坏路面的结构，避免传统取芯法效率慢、破坏大的弊端，本发明具有检测快捷、准确、方法简单、费用低廉等优点，并且检测的数据传输给计算机控制系统，对检测结果进行准确计算和实时记录，使用简单方便。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明