[發明專利]混凝土澆筑質量CT檢測儀系統以及檢測方法

在審

• 申請號: 201711440081.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107941829A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 蘇建坤;李太全;郭俊峰
• 申請（專利權）人: 云南航天工程物探檢測股份有限公司
• 主分類號: G01N23/18
• 分類號: G01N23/18;G08C17/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 席小東

1.一種混凝土澆筑質量CT檢測儀系統，其特征在于，所述混凝土澆筑質量CT檢測儀系統采用分布集成式架構，是一種采用嵌入式系統以及基于無線數據傳輸的CT檢測儀，包括一個控制總站、若干個采集子站和一個震源觸發子站；各個所述采集子站與所述控制總站之間由無線網絡通訊連接；所述震源觸發子站與所述控制總站之間由無線網絡通訊連接；各個所述采集子站與所述震源觸發子站之間由無線網絡通訊連接；

其中，所述控制總站包括1臺計算機和第一無線模塊；每個所述采集子站均包括8個采集點傳感器、數據采集模塊和第二無線模塊；所述震源觸發子站包括觸發點傳感器、震源和第三無線模塊。

2.根據權利要求1所述的混凝土澆筑質量CT檢測儀系統，其特征在于，各個所述采集子站采取分布排列方式，通過無線網絡與所述控制總站和所述震源觸發子站進行通訊。

3.根據權利要求1所述的混凝土澆筑質量CT檢測儀系統，其特征在于，所述控制總站通過433M無線網絡監測各個所述采集子站的工作狀態；設置系統工作參數；發布時鐘同步命令、采集命令和接收處理數據。

4.根據權利要求1所述的混凝土澆筑質量CT檢測儀系統，其特征在于，每個所述采集子站包括依次相連的采集點傳感器、信號調理電路、模數轉換器、單片機和第二無線模塊；所述采集點傳感器、所述信號調理電路、所述模數轉換器、所述單片機和所述第二無線模塊均與采集點供電電源連接。

5.根據權利要求1所述的混凝土澆筑質量CT檢測儀系統，其特征在于，所述單片機采用低功耗，嵌入式CPU負責整個采集子站的控制和管理；所述采集點傳感器采用頻率范圍為0.5-12kHz的壓電式加速度傳感器；所述第二無線模塊用于進行數據的接收和發送，建立與所述控制總站和所述震源觸發子站之間的通訊連接。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述的混凝土澆筑質量CT檢測儀系統的混凝土澆筑質量CT檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，混凝土澆筑質量CT檢測儀系統啟動后，各個采集子站和震源觸發子站加入到以控制總站為中心的無線網絡，形成星形無線網絡架構；

步驟2，星形無線網絡架構建立后，控制總站測試缺省設置下各采集子站和震源觸發子站的上行信號強度與通信質量；并根據測試到的上行信號強度與通信質量，調節各采集子站和震源觸發子站的發射功率；

步驟3，控制總站設置系統工作參數，包括：設置采樣率、采樣持續時間、各采集子站的前置放大器增益、各采集子站和震源觸發子站的站點位置和采集起始時延；

步驟4，控制總站使各采集子站和震源觸發子站進行時鐘同步；

步驟5，時鐘同步完成后，同時進行以下兩個操作：

操作一：在時鐘同步完成后，各采集子站啟動模數轉換器，按預設置的采樣率和采樣持續時間開始進行數據采集工作，不斷讀取到采集數據，并將采集數據保存到緩沖區，同時等待來自于震源觸發子站的有效數據采集命令；

操作二：震源觸發子站激發人工地震波，同時，震源觸發子站向各采集子站發送有效數據采集命令，該有效數據采集命令包含地震波激發時刻時間戳；

步驟6，各采集子站接收到所述有效數據采集命令后，根據有效數據采集命令中的地震波激發時刻時間戳和當前系統時鐘，計算出地震波激發時刻的采集數據在緩沖區的存儲地址，以該存儲地址為起點，后續采集數據為有效的地震波采集數據；

步驟7，對于每個采集子站，當到達所述采樣持續時間后，所述采集子站向所述控制總站發送采樣完成的通知消息；

步驟8，所述控制總站在接收到所述采樣完成的通知消息后，向各個所述采集子站發送采樣數據上傳的命令；

步驟9，所述采集子站將緩存區中的有效的地震波采集數據上傳給所述控制總站；所述控制總站基于有效的地震波采集數據繪制地震波波形圖，得到本次混凝土澆筑質量CT檢測結果。

7.根據權利要求6所述的混凝土澆筑質量CT檢測方法，其特征在于，步驟3中，所述采集起始時延是指：從震源觸發子站發出有效數據采集命令開始到采集子站解析出該有效數據采集命令之間的延遲時間。

8.根據權利要求6所述的混凝土澆筑質量CT檢測方法，其特征在于，步驟4中，控制總站使各采集子站和震源觸發子站進行時鐘同步，具體為：

控制總站分別向各采集子站和震源觸發子站發送時鐘同步命令；所述時鐘同步命令中攜帶總站系統時間戳信息；

各采集子站和震源觸發子站收到所述時鐘同步命令時，記錄下本地時間戳信息以及所述總站系統時間戳信息；然后，使本地系統時鐘與所述總站系統時間戳信息對齊；由此實現各采集子站和震源觸發子站之間的時鐘同步。