一种高速公路裂缝测探仪的制作方法

本实用新型涉及一种建筑测探仪，尤其涉及一种高速公路裂缝测探仪。

背景技术：

现有技术中精度较高的裂缝测探仪工作时如图1所示，在裂缝两侧分别设置换能探头a和换能探头b。其中一个换能探头作为超声波能量输出端，另一个作为接收端，能量数据通过控制总线反馈至主机进行计算。由主机根据收发间距和能量变化换算出裂缝的深度，并进行显示和存储。换能探头放置在路面的时候需要用黄油涂抹在探头与路面之间以提高耦合系数。耦合系数越高，测探精度越高，如djcs-05裂缝测探仪可以适用10-200(mm)；200-350(mm)，精度分别为≤10％；≤12％。基于一般精度要求，主机需要控制自动完成测探100-200次，对于精度要求更高的测探次数还要上升。一般一条裂缝的测探耗时在1至3个小时不等。

高速公路的裂缝测探需要比普通公路的测探需要更加精准和快速，不能长期占用高速车道。为了减少测探次数和提高测探精度，需要一种新的探头结构以提高耦合系数。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种高速公路裂缝测探仪，以解决上述现有技术存在的问题。

本实用新型所述的一种高速公路裂缝测探仪，包括主机和与主机电性连接的两个换能探头：其特征在于，换能探头包括从上至下依次连接的电控部、耦合部和耦合垫片；所述的电控部内部设有换能器，所述的耦合部内部设有超声波耦合腔，所述的超声波耦合腔为喇叭状结构，大口端朝向换能器的能量端，小口端向下延伸接近地面；所述的耦合垫片包括同心布置的刚性圈和弹性圈，所述的刚性圈内侧壁与弹性圈的外侧壁过盈配合；所述弹性圈的内径大于超声波耦合腔小口端的直径；所述的刚性圈上端面与耦合部下端面固定连接。

本实用新型所述的一种高速公路裂缝测探仪，其优点在于，超声波耦合腔、刚性圈和弹性圈的配合设置可以有效提高超声波耦合系数，从而提高了检测精度。弹性圈的设置还能有效降低信号噪音，进一步使精度提高。在同样的测检条件下，能适当减少测探次数而保持准确性，达到减少在高速公路上的占用时间。而且弹性圈是可拆卸式嵌入刚性圈之中，可以随时更换，不用担心被黄油等有机物影响其物理性。

所述的刚性圈内侧壁设有多个向内延伸的插指，所述弹性圈外侧壁对应插指的位置设有相适配的凹陷。增大了刚性圈和弹性圈的咬合面积，提高弹性圈嵌入后的牢固度，进而提高降噪效果。

所述的弹性圈为橡胶圈或硅胶圈。提供具体可实现的材料。

所述的电控部在侧壁引出控制总线，所述的控制总线用于换能器和主机的电性连接。侧向出线可以尽快使控制总线更快接触到底面，降低厚重的总线拉扯探头的情况，从而提高超声波在工作过程中的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中高速公路裂缝测探仪的工作状态示意图。

图2是本实用新型所述换能探头的结构示意图；

图3是所述耦合垫片的仰视图。

附图标记：10-电控部、11-换能器、12-控制总线；20-耦合部、21-超声波耦合腔；30-耦合垫片、31-刚性圈、32-弹性圈、33-插指。

具体实施方式

如图2、3所示，本实用新型所述的一种高速公路裂缝测探仪，包括负责数据计算和测探控制的主机，以及两个与所述主机通过控制总线电性连接的换能探头。两个换能探头结构相同，其一作为超声波能量的输出端，另一作为接收端。

所述换能探头包括电控部10、耦合部20和耦合垫片30。所述的电控部10内部设有换能器11，侧壁引出控制总线12。所述的控制总线12一端连接换能器11，另一端连接所述主机，实现主机和换能探头的控制链路。电控部10下端敞开，与耦合部20同样敞开的上端连接。耦合部20内设有一喇叭状的超声波耦合腔21，喇叭开口向上，大口端对准换能器11的能量端。小口端向下延伸，贴近但不接触地面。耦合部20下端敞开，与耦合垫片30的刚性圈31上端面连接。刚性圈31内过盈配合嵌入一弹性圈32，弹性圈32可以由橡胶或硅胶制成。刚性圈31内侧壁向中心处延伸出多个插指33，为了提高咬合性，插指33数量可以设置为50至90齿。齿数越高，咬合越好，对应降噪能力也相对越高，但加工难度也相应增加。选择70±5齿较为合适。弹性圈32外侧壁对应插指33位置也设有供插指33插入的凹陷。弹性圈32内径约为超声波耦合腔21小口端直径的2倍。

本实用新型所述的一种高速公路裂缝测探仪提供了换能探头的新结构，在连接与djcs-05裂缝测探仪同样的主机使用时，可以将测探耗时降低20％左右，但测探准确性并没有明显下降，尤其适用于高速公路上使用，可以降低高速车道占用时间。主机控制输出端的换能器11产生带有固定频率的超声波信号，通过超声波耦合腔21耦合到地面。所述超声波信号在地面传播经过裂缝产生一定损耗和相位变化，最后到达接收端。接收端的超声波耦合腔21通过耦合后传递至其对应的换能器11，该换能器11将接收到的超声波信号转换为电信号反馈至主机进行运算。测探方式和运算程序为现有技术，本实用新型仅提供新的探头结构以提高超声波耦合时的耦合系数。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高速公路裂缝测探仪，包括主机和与主机电性连接的两个换能探头：其特征在于，换能探头包括从上至下依次连接的电控部(10)、耦合部(20)和耦合垫片(30)；所述的电控部(10)内部设有换能器(11)，所述的耦合部(20)内部设有超声波耦合腔(21)，所述的超声波耦合腔(21)为喇叭状结构，大口端朝向换能器(11)的能量端，小口端向下延伸接近地面；所述的耦合垫片(30)包括同心布置的刚性圈(31)和弹性圈(32)，所述的刚性圈(31)内侧壁与弹性圈(32)的外侧壁过盈配合；所述弹性圈(32)的内径大于超声波耦合腔(21)小口端的直径；所述的刚性圈(31)上端面与耦合部(20)下端面固定连接。

2.根据权利要求1所述高速公路裂缝测探仪，其特征在于，所述的刚性圈(31)内侧壁设有多个向内延伸的插指(33)，所述弹性圈(32)外侧壁对应插指(33)的位置设有相适配的凹陷。

3.根据权利要求2所述高速公路裂缝测探仪，其特征在于，所述的弹性圈(32)为橡胶圈或硅胶圈。

4.根据权利要求3所述高速公路裂缝测探仪，其特征在于，所述的电控部(10)在侧壁引出控制总线(12)，所述的控制总线(12)用于换能器(11)和主机的电性连接。

技术总结
本实用新型公开一种高速公路裂缝测探仪，涉及公路测探技术。针对现有技术中耦合系数不高的问题提出本方案，换能探头包括从上至下依次连接的电控部、耦合部和耦合垫片；电控部内部设有换能器，耦合部内部设有超声波耦合腔，超声波耦合腔为喇叭状结构，大口端朝向换能器的能量端，小口端向下延伸接近地面；耦合垫片包括同心布置的刚性圈和弹性圈，刚性圈内侧壁与弹性圈的外侧壁过盈配合。优点在于，超声波耦合腔、刚性圈和弹性圈的配合设置可以有效提高超声波耦合系数，从而提高了检测精度。弹性圈的设置还能有效降低信号噪音，进一步使精度提高。在同样的测检条件下，能适当减少测探次数而保持准确性，达到减少在高速公路上的占用时间。

技术研发人员：李慧;赵静;王艳红
受保护的技术使用者：李慧
技术研发日：2020.10.16
技术公布日：2021.06.01