[发明专利]一种基于嵌入式超声传感器的土体最优含水率检测方法

权利要求书

1.一种基于嵌入式超声传感器的土体最优含水率检测方法，其特征在于：本发明的技术主要由三部分构成：超声检测系统；嵌入式压电传感器；以及信号处理系统。三者之间的关系：首先信号发生器通过发射换能器发出超声信号。超声信号穿过土体，由接收换能器接收信号，信号处理器处理得到接收信号的时域波形，并传给计算机终端。计算机终端接收到波形信号，用已有的程序对波形信号进行时域转频域处理。并根据非线性超声原理得到非线性参数，来表征土体含水率的大小。

2.采用非线性声学原理检测土，相对于传统的破坏性检测含水率的方法，本方法属于无损检测方法，较为新颖。相对于传统的土体含水率检测方法和线性声学检测方法，能比较精确的检测土体含水率变化，测量精度相比之下提高了一至二个数量级。

3.本发明采用嵌入式传感器，有效的降低了传统超声检测中耦合剂的非线性对实验结果非线性的影响。而且操作简单，结果准确。

4.非线性超声数值信号的处理。非线性超声信号的特点表现为功率谱能量的重分布，需要在频域里对信号进行精确分析。由于非线性信号弱，容易被噪音淹没，本发明在非线性超声数值信号的处理过程中，能提高超声信号频谱分析的精度，得到准确的数据。

5.嵌入式压电传感器在夯实地基之前已经提前埋入地基土中，且试验所采用的发射探头和接收探头均为中心频率为40kHz的防水型压电传感器，直径14mm，高度8mm，然后设计出保护外壳及固定措施。