[發(fā)明專利]一種超聲波成槽檢測探頭裝置及其檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011172144.7 | 申請日： | 2020-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN112359884B | 公開（公告）日： | 2022-01-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張杰;楊永波;鄒宇;尹中南;程四磊 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢中巖科技股份有限公司 |
| 主分類號： | E02D33/00 | 分類號： | E02D33/00 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001 | 代理人： | 李鵬;王敏鋒 |
| 地址： | 430074 湖北省*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超聲波 檢測 探頭 裝置 及其 方法 | ||
1.一種超聲波成槽檢測探頭裝置，包括探頭殼體，其特征在于，還包括設(shè)置在探頭殼體上的控制單元P、電子羅盤DC、陀螺儀G、加速度計A和超聲波發(fā)射接收模塊UT，超聲波發(fā)射接收模塊UT包括M個周向設(shè)置在探頭殼體上的超聲波發(fā)射接收單元SH1～SHM，M≥6，
電纜線L與控制單元P連接，
控制單元P還分別與電子羅盤DC、陀螺儀G、加速度計A和超聲波發(fā)射接收模塊UT連接，
第i個超聲波發(fā)射接收單元SHi由一個低頻高壓大功率換能器UTDAi和一個高頻低壓小功率換能器UTDBi組成，i∈(1，…，M)，低頻高壓大功率換能器UTDAi和高頻低壓小功率換能器UTDBi的發(fā)射接收方向相同，
低頻高壓大功率換能器UTDAi用于識別較遠距離的反射點，高頻低壓小功率換能器UTDBi用于識別較近處的反射點。
2.一種超聲波成槽檢測探頭裝置的檢測方法，利用權(quán)利要求1所述的一種超聲波成槽檢測探頭裝置，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1、設(shè)定初始狀態(tài)；
步驟1.1、設(shè)定N+1個待檢測深度位置Zj，0≤j≤N，超聲波成槽檢測探頭裝置S放置在初始檢測位置的初始空間坐標為X0、Y0、Z0，輸入Z0深度位置成槽中心線的初始幾何參數(shù)，標識成槽中心線兩側(cè)的槽壁；
步驟1.2、確定M個超聲波發(fā)射接收單元SH1～SHM在裝置坐標系uvw中的指向SH1uvw～SHMuvw，M≥6；
步驟1.3、超聲波成槽檢測探頭裝置S在初始檢測位置X0、Y0、Z0，控制單元P讀取電子羅盤DC的初始方位數(shù)據(jù)DC0，控制單元P讀取陀螺儀G的初始姿態(tài)數(shù)據(jù)G0，初始數(shù)據(jù)G0包括初始空間位置和初始姿態(tài)；
步驟2、完成除初始監(jiān)測位置的深度Zj處的超聲波發(fā)射接收工作，具體包括以下步驟；
步驟2.1、控制單元P讀取電子羅盤DC的當前方位數(shù)據(jù)、陀螺儀G的當前姿態(tài)數(shù)據(jù)、加速度計A的當前加速度數(shù)據(jù)，計算在空間標系XYZ中超聲波成槽檢測探頭裝置S的當前空間坐標和第i個超聲波發(fā)射接收單元SHi的當前空間指向；
步驟2.2、控制單元P控制第i個超聲波發(fā)射接收單元SHi完成超聲波發(fā)射與接收，得到槽壁反射點空間坐標；
步驟3、重復(fù)步驟2直至遍歷所有的超聲波發(fā)射接收單元，獲得多個槽壁反射點空間坐標，根據(jù)加速度計A的加速度數(shù)據(jù)，判斷超聲波成槽檢測探頭裝置S的是否觸碰槽壁，觸碰槽壁時，記錄觸碰槽壁的時間，結(jié)合陀螺儀G獲得當前姿態(tài)數(shù)據(jù)，計算觸碰槽壁點空間坐標作為一個槽壁反射點空間坐標；
步驟4、根據(jù)獲得的槽壁反射點空間坐標計算深度Zj處成槽中心線的幾何參數(shù)和成槽寬度，具體包括以下步驟；
步驟4.1、取前一個檢測深度位置的成槽中心線幾何參數(shù)作為當前檢測深度位置的成槽中心線的初始幾何參數(shù)，判斷每一個槽壁反射點歸屬于哪個槽壁；
步驟4.2、計算兩個槽壁與水平面Z＝Zj的交線，這兩條交線的中間線為深度Zj處成槽中心線，計算Zj處成槽寬度；
步驟5、將超聲波成槽檢測探頭裝置S放置到下一個待檢測深度處，返回步驟2，直至遍歷所有待檢測深度位置，現(xiàn)場檢測結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超聲波成槽檢測探頭裝置的檢測方法，其特征在于，所述的步驟4.2包括以下步驟：
將歸屬于第一側(cè)壁的所有深度Zj處反射點所擬合的直線作為第一槽壁與水平面Z＝Zj的交線，記為第一側(cè)壁交線，將歸屬于第二側(cè)壁的所有深度Zj處反射點所擬合的直線作為第二槽壁與水平面Z＝Zj的交線，記為第二側(cè)壁交線，計算第一側(cè)壁交線和第二側(cè)壁交線的中間線作為深度Zj處成槽中心線，
深度Zj處成槽寬度為：過超聲波成槽檢測探頭裝置S空間坐標點，與第一側(cè)壁交線垂直的水平直線分別與第一側(cè)壁交線和第二側(cè)壁交線相交的點之間的距離。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于武漢中巖科技股份有限公司，未經(jīng)武漢中巖科技股份有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202011172144.7/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
