[發明專利]基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201310542563.9
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103604868A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 韓慶邦;成錦;王茜;趙勝永;朱昌平;殷澄;李建;湯一彬
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07;G01N29/12;G01N29/44
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：包括

信號激勵模塊，用于產生大功率脈沖信號源；

信號發射與接收模塊，用于發射超聲波檢測信號以及接收回波信號；

信號采集與處理模塊，基于合成孔徑算法，對信號發射與接收模塊內的接收換能器陣列接收到的回波信號進行采樣、量化與存儲；

判定與顯示模塊，基于信息熵算法，提取缺陷信號的特征，展示檢測結果，判定缺陷；

所述信號激勵模塊與信號發射與接收模塊相連接，所述信號發射與接收模塊通過信號采集與處理模塊與判定與顯示模塊相連接。

2.根據權利要求1所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：所述信號發射接收模塊包括發射換能器基元、接收換能器陣列、正方形掃描單元和絲桿滑臺，所述發射換能器基元與信號激勵模塊相連接，所述接收換能器陣列與信號采集與處理模塊相連接，所述發射換能器基元、接收換能器陣列共同與正方形掃描單元相連接，所述正方形掃描單元安裝在絲桿滑臺上，所述正方形掃描單元對被測混凝土結構進行掃描。

3.根據權利要求2所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：所述發射換能器基元用于發射超聲檢測信號，且為與信號激勵模塊內的信號源相匹配的陶瓷發射換能器。

4.根據權利要求2所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：所述接收換能器陣列為四個與發射換能器相匹配的接收換能器，各接收換能器呈等間距線性排列，置于正方形掃掃描單元的四個頂點，用于接收回波信號，并發送給信號采集與處理模塊。

5.根據權利要求1所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：所述信號采集與處理模塊包括依次連接的運算放大器、高速A/D轉換器、高速控制單元、數據存儲單元、和合成孔徑算法單元，所述合成孔徑算法單元包括依次連接的匹配濾波電路、延時電路和計算機終端。

6.根據權利要求1所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置，其特征在于：所述判定與顯示模塊包括相連接的信息熵算法判定單元和顯示單元，所述信息熵算法判定單元利用頻率熵算法去判定從各接收換能器接收信號的缺陷信息，包括時頻濾波模塊、信息熵算法模塊和閾值判定；所述顯示單元用圖像顯示出得到的缺陷信息數據，展示出被測混凝土結構的缺陷存在與否、缺陷位置和缺陷形狀。

7.運行在權利要求1所述的基于合成孔徑及信息熵的波紋管壓漿質量檢測裝置的檢測方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟（1）信號激勵模塊產生大功率脈沖信號，激勵發射換能器基元，產生用于檢測被測混凝土結構的超聲波檢測信號；

步驟（2）接收換能器陣列對回波信號進行接收；

步驟（3）信號采集與處理模塊對接收換能器陣列接收到的回波信號進行采樣、量化及存儲處理；

步驟（4）通過絲桿滑臺帶動正方形掃描單元，采用步進的方式沿直線以固定的速度移動，重復步驟（2）、（3），直至正方形掃描單元完成被測混凝土結構整個檢測區域的掃描；

步驟（5）信號采集與處理模塊采用合成孔徑聚焦對采集到的回波信號進行處理，并將結果輸出到判定與顯示模塊；

步驟（6）判定與顯示模塊對回波信號的數據進行判定，判定過程基于頻率熵算法，提取回波信號的缺陷信息，并圖像顯示出得到的缺陷信息數據，展示出被測混凝土結構的缺陷存在與否、缺陷位置和缺陷形狀。