360度全景超声波成孔三维成像检测仪的制作方法

本实用新型涉及超声波探测技术领域，特别涉及360度全景超声波成孔三维成像检测仪。

背景技术：

超声波反射技术可用于各种灌注桩(或地下连续墙)等成孔成槽质量的综合检测。实际使用中均采用将探头(换能器)沿充满泥浆的钻孔中心以一定速率下放，在连续下放过程中，同时接收并记录四个方向(或两个方向，视探头安装位置决定)的垂直孔壁发射的超声波脉冲反射信号，得到孔深、孔径、垂直度及孔壁状况等成孔参数。

故而现有的检测装置均是将探头固定安装，对于现有工程桩基成孔检测四条线或者两条线的检测结果不足以全面反映出桩基的缺陷，如砂眼、透水、岩层结构、缺陷定位等，且采集数据量小，容易出现漏测、缺陷成像不明显、地层结构扫描不全以及径向成像不完全靠模拟成像等问题，不足以全景反映出成孔的真实情况。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了360度全景超声波成孔三维成像检测仪，解决了传统的检测装置无法全面反映桩基的缺陷，无法全景反映成孔真实情况的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：360度全景超声波成孔三维成像检测仪，包括依次连接的电缆连接组件、压力平衡组件、传动组件以及信号采集组件，所述传动组件包括步进电机、滑环、轴和动密封机构，所述步进电机通过轴连接信号采集组件，所述步进电机通过滑环接收方向信号，所述信号采集组件通过滑环传递信号，所述动密封机构设于轴上用于密封步进电机。

进一步地，所述电缆连接组件通过十芯接头连接所述压力平衡组件；所述压力平衡组件通过传动上接头连接所述传动组件。

进一步地，所述滑环包括地磁滑环组件和信号滑环组件，所述步进电机通过地磁滑环组件接收方向信号，所述信号采集组件通过信号滑环组件传递信号。

进一步地，所述压力平衡组件包括平衡管外壳以及平衡管，所述平衡管外壳一端连接所述十芯接头，所述平衡管外壳另一端连接所述传动上接头，所述平衡管设于平衡管外壳内，所述平衡管外壳上开孔。

进一步地，所述传动组件包括传动外壳、动密封接头以及方位传感器，所述步进电机设于传动外壳内，所述步进电机的输入端上套设地磁滑环组件，所述方位传感器设于传动外壳上且与地磁滑环组件电连接，所述传动外壳一端通过传动上接头连接所述压力平衡组件，所述传动外壳另一端设动密封接头，所述步进电机的输出端连接所述轴，所述轴穿出动密封接头后连接所述信号采集组件，所述动密封机构设于动密封接头内的轴上且用于密封轴与传动外壳的连接处。

进一步地，所述电缆连接组件包括电缆头、电缆接头、电缆固定套、电缆过渡接头、螺旋套、线路上接头、线路骨架、线路外壳和夹线块，所述线路骨架外包裹线路外壳，所述线路外壳一端通过十芯接头连接所述平衡管外壳，所述线路外壳另一端连接线路上接头，所述线路上接头通过螺旋套连接电缆过渡接头，所述电缆过渡接头连接电缆接头，电缆接头通过电缆固定套连接电缆头，电缆头内设置夹线块。

进一步地，所述信号采集组件包括底座以及换能器，所述底座连接所述轴，所述换能器设于底座上。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过步进电机带动信号采集组件做360度转动，对钻孔成孔后的直径、垂直度、壁崩塌、缺陷以及砂眼等地层结构情况等进行全面360度全景检测，既可以全面反映桩基的缺陷，又因为采集数据量大，杜绝了漏测、缺陷成像不明显、地层结构扫描不全以及径向成像不完全靠模拟成像的关键性问题，在源头上杜绝了工程质量问题。

附图说明

图1为本申请实施例中360度全景超声波成孔三维成像检测仪的结构示意图。

图2为图1的a-a面剖视图。

附图标记如下：1电缆头，2电缆固定套，3电缆接头，4电缆过渡接头，5十芯接头，6线路外壳，7螺旋套，8线路上接头，9线路骨架，11平衡管外壳，13传动上接头，16定位销，17拉杆，18线路骨架上盖板，19固定座，20轴，22螺母，24底座，26平衡管，27动密封接头，28夹线块，32地磁电刷，33步进电机，34滚珠轴承，35换能器，36堵头，37动密封机构，38信号电刷，39信号滑环组件，40衬套，41轴承盖，42传动外壳，43地磁滑环组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。在随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

如图1-2所示，360度全景超声波成孔三维成像检测仪，包括依次连接的电缆连接组件、压力平衡组件、传动组件以及信号采集组件。

所述电缆连接组件包括电缆头1、电缆接头3、电缆固定套2、电缆过渡接头4、螺旋套7、线路上接头8、线路骨架9、线路外壳6和夹线块28。

具体地，参见图1-2，所述线路骨架9外包裹线路外壳6，所述线路外壳6一端通过十芯接头5连接压力平衡组件，所述线路外壳6另一端旋接线路上接头8，也即线路外壳6内壁设有螺母22，线路上接头8外壁设外螺纹，二者螺纹连接。所述线路上接头8通过螺旋套7连接电缆过渡接头4，意即螺旋套7两端分别旋接线路上接头8和电缆过渡接头4，所述电缆过渡接头4同样旋接电缆接头3，至此，电缆接头3、电缆过渡接头4、螺旋套7、线路上接头8、线路外壳6连接成一个整体，通过旋接，方便安装拆卸与更换；在一个实施例中，为方便电缆线插入，电缆头1与电缆固定套2一体铸成，电缆固定套2旋接电缆接头3，而为了更好地固定电缆线，在电缆头1内开槽，槽内设置夹线块28，电缆线从电缆头端部插入，并以此经过夹线块28、电缆固定套2后进入电缆接头3。

继续参见图2，所述压力平衡组件包括平衡管外壳11以及平衡管26，所述平衡管外壳11一端旋接所述十芯接头5，而所述十芯接头5同样与前文所述线路外壳6旋接，所述平衡管外壳11另一端连接所述传动上接头13，所述平衡管26设于平衡管外壳11内，具体地，平衡管外壳11内沿其长度方向设置通孔，通孔内设法兰，通过法兰将平衡管26牢固插入通孔内，同时，在所述平衡管外壳11的外壁上开孔，所述孔将外界与平衡管26连通。为使设备下深井时在高温高压下保持设备内外压力平衡，本实施例选取氟橡胶软管作为平衡管26。

在一个具体的实施例中，在平衡管外壳11远离十芯接头5一端旋接接头i，接头i通过定位销16连接传动上接头13，且在接头i与传动上接头13外侧包裹保护罩。

继续参见图1-2，所述传动组件包括步进电机33、滑环、轴20、动密封机构37、传动外壳42、动密封接头27以及方位传感器，所述传动外壳42一端连接传动上接头13继而连接所述平衡管外壳11，所述传动外壳42另一端旋接固定座19，固定座19为中空结构，固定座19内设有两个滚珠轴承34，两个滚珠轴承34的内圈之间通过衬套40连接，滚珠轴承34的型号为6004-2ls，滚珠轴承34上设有轴承盖41。固定座19上旋接动密封接头27。所述滑环包括地磁滑环组件43与信号滑环组件39。

所述步进电机33设于传动外壳42内，所述步进电机33的输入端上套设地磁滑环组件43，所述方位传感器设于传动外壳42内壁且与地磁滑环组件43电连接，所述步进电机33通过地磁滑环组件43接收方位传感器发出的方向信号，还设有与地磁滑环组件43配套的地磁电刷，滑环与电刷的配合为现有技术，此处以及后文均不赘述两者如何配合工作。

所述步进电机33通过轴20连接信号采集组件，具体地，所述信号采集组件包括底座24以及换能器35，所述换能器35设于底座24上，底座24上还设置有堵头36，所述步进电机33的输出端连接所述轴20，所述轴20依次穿过滚珠轴承34、固定座19、动密封接头27后连接所述底座24，在固定座19与步进电机33之间设置有信号滑环组件39，同样设有与其配套的信号电刷38，信号滑环组件39与换能器35电相连用于接收换能器35的信号。

在一个具体的实施例中，在线路外壳6内还设置有线路骨架上盖板18，该线路骨架上盖板18通过拉杆17连接线路骨架9，在线路骨架上盖板18上安装信号源信号放大器，而线路骨架9内设置信号发射机，该信号发射机发出的信号经信号源信号放大器传递给换能器35，根据被测量孔径大小调整换能器35每秒发射信号的次数，该技术同样为现有成熟技术，不再赘述。

为了隔绝步进电机33与外界环境，在动密封接头27内的轴20上设置动密封机构37，动密封机构37紧贴轴20与固定座19的连接处设置。动密封机构37的选择视工作环境确定，此处不再赘述。

在本实施例中，电缆线从电缆头端部插入，并以此经过夹线块28、电缆固定套2后进入电缆接头3，然后依次穿过线路上接头8、线路骨架9、十芯接头5、平衡管26后连接地磁滑环组件43，从而驱动步进电机推动换能器组件360°转动。

本申请所述的360度全景超声波成孔三维成像检测仪，将换能器一端插入基础施工钻孔后的成孔内，通过方位传感器传递信号，控制步进电机带动换能器转动，从而实现在钻孔后对成孔的直径、垂直度、侧壁崩塌、缺陷、砂眼和地层结构情况等进行全面360度全景检测。当施工作业中钻孔发生异常情况时,可通过360度全景超声波成孔三维成像检测仪检测井下侧壁情况，为施工者现场处理预案提供依据。该仪器同样可应用于逆转法施工，地下连续墙施工的侧壁进行检测。

由于采用了360度全景扫描，对桩基成孔实行全析扫描，采集数据量巨大，杜绝了漏测、缺陷成像不明显、地层结构扫描不全、径向成像不完全靠模拟成像的关键性问题，在源头上杜绝了工程质量问题。

而由于电缆连接组件、压力平衡组件的存在，使得测量距离大，针对大型重点工程中的超大直径桩基、异形桩基、连续墙等的精准测量问题得到了根本性的解决。

本申请所述换能器采用超声波技术采集信号进行测量为本领域现有技术，如何测量非本申请所要探讨，故不做赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。