[發明專利]一種橋梁基礎沖刷監測系統

有效

• 申請號: 202110756984.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113373994B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 吳文朋;喬奎;劉思思;馬帥斌;龍士國
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;G08C17/02;G08B21/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

1.一種橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，包括：采集模塊、發送模塊和分析模塊；所述采集模塊和所述分析模塊均與所述發送模塊連接；

所述采集模塊用于：

向河床發射超聲波；

接收所述河床反射的回波超聲波；

將所述回波超聲波轉換成電壓信號，并將所述電壓信號傳輸至所述發送模塊；

采集模塊通過固定螺釘固定在橋墩或橋臺前墻位置處水面以下的位置，以便實現基礎周邊地形的近距離監測以及各測點的具體空間定位，在獲得各測點的監測數據后，根據其詳細的空間定位得到基礎周邊的地形；

采集模塊為三柱體，超聲測距探頭用固定螺釘固定采集模塊三個底面，且采集模塊內部充滿充耦合劑；

所述發送模塊用于將所述電壓信號發送至所述分析模塊；

所述分析模塊用于根據所述電壓信號計算所述河床的沖刷深度；

采用“峰值計算法”將電壓信號轉換為時間-波形幅值圖，該圖為周期性的波形圖，超聲波的波速乘以二分之一周期即為該點沖刷深度。

2.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，所述采集模塊包括：高頻非線性聲學探測器、發射超聲換能器和接收超聲換能器；所述發射超聲換能器、所述接收超聲換能器和所述發送模塊均與所述高頻非線性聲學探測器連接；

所述高頻非線性聲學探測器用于產生激勵信號；

所述發射超聲換能器用于根據所述激勵信號產生所述超聲波；

所述接收超聲換能器用于接收經過所述河床反射的回波超聲波，將所述回波超聲波轉換成電壓信號；

所述高頻非線性聲學探測器還用于接收所述電壓信號，并將所述電壓信號發送至所述發送模塊。

3.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，還包括：接收存儲模塊，所述接收存儲模塊分別與所述發送模塊連接和所述分析模塊連接；

所述接收存儲模塊用于接收并存儲所述電壓信號，并將所述電壓信號發送至所述分析模塊。

4.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，還包括：危險識別模塊；所述危險識別模塊與所述分析模塊連接；

所述危險識別模塊用于根據所述沖刷深度判斷橋梁的基礎沖刷狀態。

5.根據權利要求4所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，還包括：預警模塊；所述預警模塊與所述危險識別模塊連接；

所述預警模塊用于根據所述橋梁的基礎沖刷狀態作出危險等級預警。

6.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，所述采集模塊與所述發送模塊通過聲測管連接。

7.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，所述采集模塊和所述發送模塊均設置在橋梁上。

8.根據權利要求1所述的橋梁基礎沖刷監測系統，其特征在于，所述分析模塊包括：接收單元、圖像生成單元和計算單元；所述接收單元、所述圖像生成單元和所述計算單元依次連接，所述接收單元與所述發送模塊連接；

所述接收單元用于接收所述電壓信號；

所述圖像生成單元用于根據所述電壓信號生成時間-波形幅值圖；

所述計算單元用于根據所述時間-電壓波形圖得到所述電壓信號的周期，并根據所述周期和所述超聲波的速度計算所述沖刷深度。