專利名稱：管線聲波速度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種聲波檢測裝置，尤其是能檢測地下埋設(shè)的管道、電纜線等有一定長度物體中聲波傳播速度的檢測裝置。
背景技術(shù)：
在工程檢測實踐中經(jīng)常需要檢測地下埋設(shè)的管道、電纜線等有一定長度物體中聲波的傳播速度，可用于探測這些埋設(shè)物體的走向和埋設(shè)質(zhì)量等。CN85102580公開的“用于巖體、土體、混凝土體的低頻聲波儀”中涉及到在現(xiàn)場對巖體、土體、混凝土體的聲波速度及衰減的測量，屬于地學及混凝土工程中的聲波檢測領(lǐng)域。其發(fā)明的主要目的是為了提高發(fā)射聲波的效率，增大聲波穿透的距離，另一個目的是為了提高現(xiàn)場檢測的抗干擾能力，并有助于利用該儀器測量媒質(zhì)聲衰減的頻率特性?？捎糜诠こ态F(xiàn)場測試巖體、土體、混凝土體的聲波速度和衰減。對于地下埋設(shè)的管道、電纜線等有一定長度物體中聲波的傳播速度尚不能直接檢測。其它相關(guān)技術(shù)如聲納探測，其主要用于探測目標物的距離，但不能用于檢測地下埋設(shè)的管道、電纜線等有一定長度物體中聲波的傳播速度。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能檢測地下埋設(shè)的管道、電纜線等有一定長度物體中聲波傳播速度的管線聲波速度檢測裝置。
本實用新型的目的是通過以下方式實現(xiàn)的該檢測裝置是由聲發(fā)射裝置、接收器1和接收器2構(gòu)成；a.聲發(fā)射裝置是由校時電路經(jīng)時鐘、脈沖發(fā)生器連接驅(qū)動電路和振動頭；b.接收器1是由聲波檢測器經(jīng)放大器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路一路與DSP芯片連接，另一路經(jīng)延時電路1與DSP芯片、無線發(fā)射器連接，DSP芯片經(jīng)延時電路1連接時鐘和校時電路，使接收器1的時鐘與接收器2的時鐘同步；c.接收器2是由聲波檢測器經(jīng)放大器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路一路與DSP芯片連接，脈沖整形電路的另一路經(jīng)延時電路2與時鐘和DSP芯片連接，DSP芯片與無線發(fā)射器、控制鍵盤、系統(tǒng)時鐘、液晶顯示器、校時接口和通信接口連接。
本實用新型的有益效果是，檢測聲波速度精度高，可用于管線聲波速度檢測、管線長度檢測及管道漏損檢測等方面。



圖1為管線聲波速度檢測裝置及檢測方式圖圖2為圖1聲發(fā)射器的電路框圖圖3為圖1接收器1電路框圖圖4為圖1接收器2電路框圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明本實用新型聲波速度檢測裝置由聲發(fā)射器、聲接收器1和聲接收器2三部分構(gòu)成。工作時將聲發(fā)射器、聲接收器1和聲接收器2設(shè)置在被測管線上。
本實用新型的聲發(fā)射振動元件可采用壓電陶瓷或電致伸縮元件，它們將電信號轉(zhuǎn)換為振動信號，并將振動信號耦合到被測管線上，本實施例中采用壓電陶瓷作為聲發(fā)射振動元件。壓電陶瓷受聲發(fā)射器中時鐘控制，向管線發(fā)射聲波脈沖，發(fā)射聲波脈沖的部分能量沿管線傳播，分別到達聲接收器1和聲接收器2。聲發(fā)射器的時鐘可由校時電路被接收器2進行校準。校時電路進行相對校時后，啟動聲發(fā)射器的時鐘運行，時鐘的秒信號控制脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖信號，由驅(qū)動電路驅(qū)動振動頭動作，發(fā)出聲波振動。
聲接收器1和聲接收器2放置在被測管線上，分別接收聲發(fā)射器發(fā)射并沿管線傳播的聲波脈沖，并將檢測到的聲波脈沖進行處理，得到聲波脈沖從聲接收器1到聲接收器2傳播的時間差，再根據(jù)距離、時間、速度之間的關(guān)系L＝v.t，計算出聲波沿被測管線在聲接收器1到聲接收器2之間的的平均傳播速度。
聲接收器1和聲接收器2的聲波檢測器采用KST-Z型壓電傳感器，分別檢測由聲發(fā)射器發(fā)出的沿被測管線傳播的聲波脈沖。放大器和脈沖整形器將聲波檢測器檢測的聲波脈沖放大、整形，以便于DSP芯片進行處理。DSP芯片作為主處理芯片，分別對接收的數(shù)據(jù)進行處理，并對延時器和無線發(fā)射器進行控制。
聲接收器1和聲接收器2電路中的延時器1和延時器2是受時鐘控制的單穩(wěn)態(tài)電路，其單穩(wěn)時間可調(diào)，作用是在沿被測管線傳播的聲波脈沖未到達聲波檢測器前，DSP芯片不接收放大器和脈沖整形器發(fā)送的信號，只接收沿被測管線傳播的有效聲波脈沖信號，從而減少了干擾脈沖的影響，提高了檢測精度。
為提高時間檢測精度，聲發(fā)射器、聲接收器1和聲接收器2的電路中還設(shè)置了校時電路，在工作之前由聲接收器2對聲發(fā)射器和聲接收器1進行時間校準，以減小時間測量的誤差。
為解決長距離測量，聲接收器1和聲接收器2通過無線發(fā)射器和無線接收器進行數(shù)據(jù)傳輸，將聲接收器1的數(shù)據(jù)傳送給聲接收器2。
聲接收器2是主機部分，電路中設(shè)置了控制鍵盤、系統(tǒng)時鐘、液晶顯示器和通訊接口，以便于進行顯示、控制和數(shù)據(jù)傳輸。聲接收器2設(shè)置有系統(tǒng)時鐘，可通過校時接口對聲接收器1和聲接收器2進行校時。通訊接口可采用RS232、RS485或USB接口的一種，將獲得數(shù)據(jù)傳送給計算機?？刂奇I盤用于對聲接收器2進行數(shù)據(jù)設(shè)置和修正。
也可將聲發(fā)射器和接收器1設(shè)置在一處，把接收器2設(shè)置在另一處；或?qū)⒙暟l(fā)射器設(shè)置于接收器1和接收器2的中部。
聲接收器1和聲接收器2分別由聲波檢測器、放大器、脈沖整形器、延時器構(gòu)成。聲波檢測器完成聲波脈沖信號的接收，放大器對聲波檢測器接收的聲波脈沖信號幅度進行處理，脈沖整形器、延時器由預設(shè)時間控制，以去除環(huán)境干擾。從而達到只在被檢測的聲波脈沖信號到達時，聲接收器1和聲接收器2才記錄聲波脈沖到達時刻的目的。
聲接收器1的DSP芯片將記錄的聲波脈沖到達時刻由無線發(fā)射器發(fā)送給聲接收器2。聲接收器2設(shè)置有系統(tǒng)時鐘，可通過校時接口對聲接收器1和聲接收器2進行校時。通訊接口可采用RS232、RS485或USB接口的一種，將獲得數(shù)據(jù)傳送給計算機。控制鍵盤用于對聲接收器2進行數(shù)據(jù)設(shè)置和修正。
聲接收器2除記錄聲波脈沖到達時刻外，還通過無線接收聲接收器1發(fā)送的聲波脈沖到達聲接收器1的時刻。由DSP芯片處理成速度信號，經(jīng)接口電路送給液晶顯示。
權(quán)利要求1.一種管線聲波速度檢測裝置，其特征在于是由聲發(fā)射裝置接收器(1)和接收器(2)構(gòu)成；a.聲發(fā)射裝置是由校時電路經(jīng)時鐘、脈沖發(fā)生器連接驅(qū)動電路和振動頭；b.接收器(1)是由聲波檢測器經(jīng)放大器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路一路與DSP芯片連接，另一路經(jīng)延時電路(1)與DSP芯片、無線發(fā)射器連接，DSP芯片經(jīng)延時電路(1)連接時鐘和校時電路，使接收器(1)的時鐘與接收器(2)的時鐘同步；c.接收器(2)是由聲波檢測器經(jīng)放大器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路一路與DSP芯片連接，脈沖整形電路的另一路經(jīng)延時電路(2)與時鐘和DSP芯片連接，DSP芯片與無線發(fā)射器、控制鍵盤、系統(tǒng)時鐘、液晶顯示器、校時接口和通信接口連接。
專利摘要一種管線聲波速度檢測裝置，由聲發(fā)射器、接收器1、接收器2三部組成。聲發(fā)射器發(fā)射聲波脈沖，接收器1接收聲發(fā)射器發(fā)射的沿管線傳播的聲波脈沖，經(jīng)延時電路消除干擾后，由無線發(fā)射器將聲發(fā)射器發(fā)射的沿管線傳播的聲波脈沖到達接收器1的初始時間發(fā)射給接收器2。接收器2同時接收聲發(fā)射器發(fā)射的沿管線傳播的聲波脈沖，經(jīng)延時電路消除干擾后，記錄聲發(fā)射器發(fā)射的沿管線傳播的聲波脈沖到達接收器2的初始時間。從而實現(xiàn)聲波速度檢測，并在接收器2的液晶上顯示出來。本實用新型測速精度高，可用于管線聲波速度檢測、管線長度檢測及管道漏損檢測等方面。
文檔編號G01H5/00GK2856949SQ200520029200
公開日2007年1月10日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者王君, 程德福, 凌振寶, 王言章, 張?zhí)? 趙文楠 申請人:吉林大學