[發(fā)明專利]一種基于嵌入式超聲傳感器的土體最優(yōu)含水率檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710862567.3
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN109541021A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳軍;楊成龍;吳宇寧;萬曉涵
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于嵌入式超聲傳感器的土體最優(yōu)含水率檢測方法，其特征在于：本發(fā)明的技術(shù)主要由三部分構(gòu)成：超聲檢測系統(tǒng)；嵌入式壓電傳感器；以及信號處理系統(tǒng)。三者之間的關(guān)系：首先信號發(fā)生器通過發(fā)射換能器發(fā)出超聲信號。超聲信號穿過土體，由接收換能器接收信號，信號處理器處理得到接收信號的時(shí)域波形，并傳給計(jì)算機(jī)終端。計(jì)算機(jī)終端接收到波形信號，用已有的程序?qū)Σㄐ涡盘栠M(jìn)行時(shí)域轉(zhuǎn)頻域處理。并根據(jù)非線性超聲原理得到非線性參數(shù)，來表征土體含水率的大小。

2.采用非線性聲學(xué)原理檢測土，相對于傳統(tǒng)的破壞性檢測含水率的方法，本方法屬于無損檢測方法，較為新穎。相對于傳統(tǒng)的土體含水率檢測方法和線性聲學(xué)檢測方法，能比較精確的檢測土體含水率變化，測量精度相比之下提高了一至二個(gè)數(shù)量級。

3.本發(fā)明采用嵌入式傳感器，有效的降低了傳統(tǒng)超聲檢測中耦合劑的非線性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果非線性的影響。而且操作簡單，結(jié)果準(zhǔn)確。

4.非線性超聲數(shù)值信號的處理。非線性超聲信號的特點(diǎn)表現(xiàn)為功率譜能量的重分布，需要在頻域里對信號進(jìn)行精確分析。由于非線性信號弱，容易被噪音淹沒，本發(fā)明在非線性超聲數(shù)值信號的處理過程中，能提高超聲信號頻譜分析的精度，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

5.嵌入式壓電傳感器在夯實(shí)地基之前已經(jīng)提前埋入地基土中，且試驗(yàn)所采用的發(fā)射探頭和接收探頭均為中心頻率為40kHz的防水型壓電傳感器，直徑14mm，高度8mm，然后設(shè)計(jì)出保護(hù)外殼及固定措施。