[发明专利]一种超声相控阵系统以及钢管混凝土施工方法

权利要求书

1.一种超声相控阵系统，其特征在于包括：

超声探头阵列，包括多个阵列状分布的阵元；所述阵元为干耦合探头，用于激发出纵波作为检测载体；

磁吸装置，安装在所述超声探头阵列上，用于吸附在钢管的钢板表面，以使得各所述干耦合探头与钢板之间均匀耦合；

脉冲发射器，用以驱动各所述阵元；

信号放大器，用于放大各所述干耦合探头接收到的超声信号；

信号接收模块，用于接收所述信号放大器放大后的超声信号，并将接收到的超声信号通过无线传输模块传输至数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种超声相控阵系统，其特征在于：所述脉冲发射器通过延时驱动各阵元，使得超声探头阵列的波束偏转和聚焦；所述脉冲发射器的激励电压可调，其范围是1～1000V。

3.根据权利要求1所述的一种超声相控阵系统，其特征在于：所述干耦合探头为200kHz或500kHz的探头。

4.根据权利要求1所述的一种超声相控阵系统，其特征在于：所述磁吸装置包括环绕分布在所述超声探头阵列边缘的磁体。

5.根据权利要求1所述的一种超声相控阵系统，其特征在于：所述磁吸装置包括分布在所述干耦合探头之间的磁体。

6.根据权利要求4或5所述的一种超声相控阵系统，其特征在于：所述磁体为电磁体和/或永磁体。

7.一种钢管混凝土施工方法，其特征在于，进行分段浇筑，至少一段的浇筑过程包括以下步骤：

S1：向钢管中浇筑预定高度的混凝土；

S2：清洁钢管表面，沿外表面布置与新浇混凝土对应的若干测试区域，安装权利要求1至6中任一所述的超声相控阵系统；安装过程中，利用磁吸装置将超声探头阵列固定在测试区域所在的钢板表面，以使得所述超声探头阵列的干耦合探头与钢板耦合；

S3：利用脉冲发射器延时激励超声探头阵列中不同阵元，调节信号放大器的增益直至得到高信噪比的超声信号；

S4：利用信号接收模块采集不同通道的超声信号，通过WiFi无线传输至数据处理模块；

S5：在数据处理模块中对超声信号进行集中处理，以识别混凝土内部以及混凝土-钢板结合面是否存在缺陷；若存在缺陷，则提示施工人员对新浇混凝土采用人工振捣法进行振捣，直到缺陷消除；若不存在缺陷，则进行下一段浇筑。

8.根据权利要求7所述的一种钢管混凝土施工方法，其特征在于，数据处理模块所采用的算法包括：滤波算法、合成孔径算法、人工智能缺陷识别算法。