[发明专利]一种车轮式弹性波检波器及检波方法

说明书

本发明提供了一种车轮式弹性波检波器及检波方法，其中：换能器固定在换能器固定片之间的轴心位置；换能器固定片的两侧设有内垫板，内垫板和换能器固定片通过换能器固定杆连接，形成轮辋；轮胎包覆于轮辋的外部；内垫板的外表面中心处分别设有轮轴；轮轴上分别套装有外压板，轮胎夹紧在外压板和内垫板之间；外压板的外侧轮轴上分别套装有轴承；轮轴的外端部分别设有充液阀和排放阀，充液阀和排放阀分别通过轴向贯穿轮轴的通道与轮辋内部连通；充液阀与轴承之间的轮轴上设有电滑环，电滑环与换能器之间信号连接；振动传递介质填充在轮胎内部。本发明不受移动过程中仪器晃动等影响，抗干扰好，能够边移动边采集数据，极大提高检测效率和数据质量。

技术领域

本发明涉及岩土工程检测技术领域，具体地，涉及一种能够在移动状态下采 集数据的车轮式弹性波检波器及检波方法。

背景技术

近年来以高速铁路、高速公路为代表的交通基础建设和以大规模蓄水、调水为 代表的水利工程不仅在国内，而且延伸到国外。首先，在高速铁路建设与养护方面， 我国普遍采用了无砟轨道，无砟轨道安全性高，有利于高速化，但无砟轨道的轨道 板与下部结构之间的缓冲层，随着运营时间的推移，会出现老化与破坏，造成轨道 板脱空等病害；在高速公路建设与养护方面，我国普遍采用的半刚性基层路面，具 有一定的抗拉强度、抗疲劳强度和良好的水稳定特性，但是抗过载能力较差，随着 时间的推移，会普遍出现基层与路面病害；在长距离输水方面，大型地下洞室、输 水隧洞、管道以及渡槽大坝等工程规模越来越大。除此以外，我国在大规模基础建 设中，还不断采用钢壳混凝土以及装配式等新技术、新材料和新理念。所有这些， 都对工程建设过程中的质量控制和运营期的安全检测提出了更高的要求。高速铁路、 公路以及水利工程里程长，规模大，但检测作业时间窗口却很短，因此急需一种快 速有效的检测手段。

目前较为快速的检测手段是地质雷达法，但地质雷达法检测的是介质的电磁参数(介电常数)差异，且易受钢筋等金属物的屏蔽，完全不适合钢壳混凝土等结构 物的检测。工程质量缺陷，归根结底是结构物的力学参数缺陷，而获取结构物力学 参数的最有效的无损检测手段是弹性波法检测。弹性波穿透能力强、探测深度大， 力学意义明确。然而弹性波检测所使用的检波器(传感器)从结构和原理上都要求 把传感器紧密地设置于检测面上，有时甚至需要把传感器固定在构件上，然后在静 止状态下激发和接收弹性波，检测效率极低，远远不能满足工程需要。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种检测效率高、抗干扰强、 精度高的车轮式弹性波检波器及检波方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种车轮式弹性波检波器，包括：换能器、换 能器固定片、换能器固定杆、内垫板、外压板、轮轴、充液阀、排放阀、轴承、电滑环、 轮胎以及振动传递介质；其中：

所述换能器固定在两片所述换能器固定片之间的轴心位置；所述换能器固定片的两 侧分别设有一片所述内垫板，所述内垫板和所述换能器固定片之间通过所述换能器固定 杆连接，形成笼状轮辋；所述轮胎包覆于所述笼状轮辋的外部；每一片所述内垫板的外表面中心处分别设有一个轮轴；每一个所述轮轴上分别套装有一片所述外压板，所述轮 胎夹紧在所述外压板和所述内垫板之间形成密封结构；每一片所述外压板的外侧轮轴上 分别套装有一个所述轴承；两个所述轮轴的两外端部上分别设有一个所述充液阀和一个 所述排放阀，所述充液阀和所述排放阀分别通过一个轴向贯穿轮轴的通道与所述笼状轮 辋内部连通；所述充液阀与其同侧的所述轴承之间的轮轴上设有所述电滑环，所述电滑 环与所述换能器之间通过信号线连接；所述振动传递介质填充在所述轮胎的内部。

优选地，所述换能器为压力波换能器。

优选地，所述换能器固定片采用弹性橡胶圆片制备得到。