一種基于pccp爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于PCCP道預警監(jiān)測技術領域,特別是涉及一種基于PCCP爆管預警 監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 預應力鋼筒混凝土管即PCCP的生產(chǎn)和使用有很長的歷史。最早設計并制造預應 力鋼筒混凝土管的是法國邦納管道公司。到了 20世紀40年代,歐美國家也開始紛紛開發(fā) 和制造預應力鋼筒混凝土管。美國作為世界上最大的預應力鋼筒混凝土管生產(chǎn)和使用國 家,到今已經(jīng)使用的預應力鋼筒混凝土管管道的長度長達28000KM,其中最大的預應力鋼筒 混凝土管道直徑達7. 6米。
[0003] 傳統(tǒng)的預應力鋼筒混凝土管防護的主要方法是人工檢查,如聽聲法和人眼觀察 法。預應力鋼筒混凝土管故障檢測的還有遠場渦流/變壓器耦合(RFEC/TC),基于水聽器的 聲學檢測和聲光纖檢測(AFO)等方法。RFEC/TC法需要在檢測前排空管道內(nèi)的水,因此會消 耗大量的人力和物力。此外,RFEC/TC法是一種離線檢驗方法,效率較低。聲光纖檢測法是 一種高準確度的實時檢測方法,但是該方法成本高,且于在役的預應力鋼筒混凝土管道很 難再安裝聲光纖,只能應用于新建的管道。由于水聽器對檢測聲信號靈敏度高,而且只需要 在管道內(nèi)每隔一定距離布設一個水聽器即可,所以基于水聽器的檢測方法不僅檢測精度高 而且安裝方便。該方法相對其他幾種檢測方法有明顯的優(yōu)勢,在預應力鋼筒混凝土管道破 損檢測方面有很廣泛的應用前景。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了解決上述問題,本實用新型的目的在于提供一種基于PCCP爆管預警監(jiān)測信 號的船池實驗系統(tǒng)。
[0005] 為了達到上述目的,本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗 系統(tǒng)包括:水下?lián)P聲器、功率放大器、聲源播放器、水聽器、音頻采集卡、采集計算機和電源; 其中:水下?lián)P聲器為安裝在船池中水面之下的音頻播放裝置,其通過功率放大器與聲源播 放器相連接;聲源播放器為音頻信號播放裝置,用于生成實驗所需要的聲信號;功率放大 器為音頻放大器,用于為水下?lián)P聲器提供足夠的功率;水聽器為安裝在船池中水面之下的 水下聲信號的采集裝置,其通過音頻采集卡與采集計算機相連接,電源為水聽器的電源,其 與水聽器相連接。
[0006] 所述的水下?lián)P聲器選用浙江金華天陽電子有限公司生產(chǎn)的JXOOA型水下?lián)P聲器, 該揚聲器由兩個直徑*高87_的圓柱組成,重量為1. 6千克,聲源數(shù)3個,聲源方向數(shù)為2 個。
[0007] 所述的聲源播放器采用一臺具有聲卡的計算機。
[0008] 所述的音頻采集卡為USB音頻采集卡,其通過USB接口與采集計算機相連接。
[0009] 本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)采用結構設計合 理、使用方便、適用性強等優(yōu)點,能夠為后期斷絲聲信號在PCCP內(nèi)長距離傳播提供實驗支 持。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)的結構示 意圖。
[0011] 圖2為原始斷絲聲信號波形及濾波之后的斷絲波形。
[0012] 圖3為斷絲聲信號傳播衰減曲線圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的 船池實驗系統(tǒng)進行詳細說明。
[0014] 針對已有技術的情況,本實用新型人在對PCCP作了大量的前期研宄后,提出了基 于水聽器的PCCP斷絲檢測系統(tǒng),其原理是對PCCP道的聲信號實時在線檢測,識別其中的斷 絲信號,利用斷絲信號實現(xiàn)PCCP道爆管的預警;要監(jiān)視和識別斷絲信號,就必須首先掌握 在PCCP道中聲信號的傳播特點和規(guī)律,船池的環(huán)境雖然與實際的PCCP道環(huán)境有所不同,但 是船池也有一定的代表性,在船池實驗中,主要針對以下兩個方案,第一,測量模擬的斷絲 聲信號在船池中的衰減曲線;第二,測量模擬的單頻聲信號在船池中的傳播衰減曲線。
[0015] 如圖1所示,本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)包 括:水下?lián)P聲器1、功率放大器2、聲源播放器3、水聽器4、音頻采集卡5、采集計算機6和電 源7 ;其中:水下?lián)P聲器1為安裝在船池中水面8之下的音頻播放裝置,其通過功率放大器 2與聲源播放器3相連接;聲源播放器3為音頻信號播放裝置,用于生成實驗所需要的聲信 號;功率放大器2為音頻放大器,用于為水下?lián)P聲器1提供足夠的功率;水聽器4為安裝在 船池中水面8之下的水下聲信號的采集裝置,其通過音頻采集卡5與采集計算機6相連接, 電源7為水聽器4的電源,其與水聽器4相連接;
[0016] 水下?lián)P聲器1、功率放大器2和聲源播放器3為聲信號的發(fā)送部分,水聽器4、音頻 采集卡5、采集計算機6和電源7為聲信號的接收部分;
[0017] 聲信號的發(fā)送主要通過功率放大器2和水下?lián)P聲器1來實現(xiàn)的,聲信號的米集主 要是通過音頻采集卡5實現(xiàn)的;
[0018] 所述的水下?lián)P聲器1選用浙江金華天陽電子有限公司生產(chǎn)的JXOOA型水下?lián)P聲 器,該揚聲器由兩個直徑*高87mm的圓柱組成,重量為1. 6千克,聲源數(shù)3個,聲源方向數(shù) 為2個。
[0019] 所述的聲源播放器3采用一臺具有聲卡的計算機。
[0020] 所述的音頻采集卡5為USB音頻采集卡,其通過USB接口與采集計算機6相連接。
[0021] 本實用新型提供的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)的實驗結果:
[0022] 實驗中首先用水下?lián)P聲器1播放斷絲聲信號,并在船池的不同位置對斷絲聲信號 進行測量,原始的斷絲聲信號時域圖及頻域圖如圖2所示;
[0023] 從圖中可以看到,PCCP的真實斷絲聲信號的有效時間非常短,只有200毫秒左右。
[0024] 表1反映了斷絲聲信號在船池中傳播的結果,從表1中可以看出,盡管斷絲聲信號 在船池中傳播100米之后,信號幅度有較大程度的衰減,但是斷絲聲信號相對于其它噪聲 聲信號還是很明顯的。
[0025] 表1斷絲聲信號在船池中傳播的結果
【主權項】
1. 一種基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng),其特征在于:所述的基于PCCP 爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)包括: 水下?lián)P聲器(1)、功率放大器(2)、聲源播放器(3)、水聽器(4)、音頻采集卡(5)、采集計 算機(6)和電源(7);其中:水下?lián)P聲器⑴為安裝在船池中水面⑶之下的音頻播放裝置, 其通過功率放大器(2)與聲源播放器(3)相連接;聲源播放器(3)為音頻信號播放裝置,用 于生成實驗所需要的聲信號;功率放大器(2)為音頻放大器,用于為水下?lián)P聲器(1)提供足 夠的功率;水聽器(4)為安裝在船池中水面(8)之下的水下聲信號的采集裝置,其通過音頻 采集卡(5)與采集計算機(6)相連接,電源(7)為水聽器⑷的電源,其與水聽器⑷相連 接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng),其特征在于: 所述的水下?lián)P聲器(1)選用浙江金華天陽電子有限公司生產(chǎn)的JXOOA型水下?lián)P聲器,該揚 聲器由兩個直徑*高87_的圓柱組成,重量為1. 6千克,聲源數(shù)3個,聲源方向數(shù)為2個。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng),其特征在于: 所述的聲源播放器(3)采用一臺具有聲卡的計算機。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng),其特征在于: 所述的音頻采集卡(5)為USB音頻采集卡,其通過USB接口與采集計算機(6)相連接。
【專利摘要】一種基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)。其包括水下?lián)P聲器、功率放大器、聲源播放器、水聽器、音頻采集卡、采集計算機和電源;水下?lián)P聲器為安裝在船池中水面之下的音頻播放裝置,其通過功率放大器與聲源播放器相連接;聲源播放器為音頻信號播放裝置;功率放大器為音頻放大器,用于為水下?lián)P聲器提供足夠的功率;水聽器為安裝在船池中水面之下的水下聲信號的采集裝置,其通過音頻采集卡與采集計算機相連接,電源為水聽器的電源,其與水聽器相連接。本實用新型的基于PCCP爆管預警監(jiān)測信號的船池實驗系統(tǒng)采用結構設計合理、使用方便、適用性強等優(yōu)點,能夠為后期斷絲聲信號在PCCP內(nèi)長距離傳播提供實驗支持。
【IPC分類】F17D5-06, G01N29-04, G08C25-00
【公開號】CN204389445
【申請?zhí)枴緾N201420865844
【發(fā)明人】李一博, 曾周末, 張園, 張玉祥, 劉圓圓
【申請人】天津大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月31日