采用弹性波CT法检测混凝土内部缺陷的激发器及检测装置的制作方法

采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器及检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及土木工程无损检测技术领域，具体涉及采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器及检测装置。


背景技术：

2.混凝土内部缺陷检测中，常采用冲击弹性波作为媒介，以波速和信号幅值作为计算依据，通过交叉测线对被检对象进行全方位扫描，通过对采集数据的反演、重建得到能真实反映其结构内部情况的结构质量分布图像，以达到检测结构物内质量的目的。
3.在现场数据采集过程中，部分区域存在作业条件差，人员无法到达检测作业区域，从而无法对该区域工程质量进行评价。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器及检测装置，其结构简单，方便适应现场不同的工作条件，安全性强。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
6.第一方面，一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器，包括激发器调节杆，所述激发器调节杆一端设有激振锤，激振锤连接有加速度传感器，激振锤与激发器调节杆之间设有用于驱动激振锤击打混凝土表面的激发机构，激发器调节杆上设有用于控制激发机构击打混凝土表面的激振控制器，激发器调节杆上设有用于将激振锤击打混凝土表面产生的弹性波信号传输至仪器主机的信号发射装置，还包括电源模块，激振控制器的控制方法包括电信号传递控制或机械传动控制，如齿轮、蜗杆、传送带机构，当激振控制器采用电信号传递控制时，激振控制器与电源模块电性连接，激振控制器与激发机构之间连接有控制电缆，激发机构内设有驱动装置，驱动装置采用电机或气缸，控制电缆与电机或气缸的控制开关相连接。其作用为，通过操作激振控制器来控制激发机构驱动激振锤击打待测混凝土表面来产生弹性波信号，加速度传感器用于采集击打端的信号后通过信号发射装置发送至仪器主机。
7.进一步的，所述激发器调节杆与激发机构之间设有用于调节激发机构与激发器调节杆之间角度的调节机构。调节机构包括采用棘轮机构通过卡接锁紧来调节角度或采用螺栓增大连接件之间的摩擦力进行锁紧来调节角度。其作用为，使加速度传感器可以根据现场条件的不同进行激发机构与激发器调节杆之间角度的调整。
8.进一步的，所述激发机构的驱动装置采用弹簧或气缸或电机中的任意一种或多种。
9.进一步的，所述激发机构包括弹簧，弹簧与激振锤或加速度传感器相连接。其作用为，通过弹簧来蓄能时激振锤击打混凝土面。
10.进一步的，所述的激发机构包括气缸，气缸的伸缩杆与激振锤相连接或相对应，当气缸与激振锤相连接时通过气缸推动激振锤击打混凝土面及拉动激振锤复位，当气缸与激
振锤相对应时激发机构还包括用于使激振锤复位的复位弹簧，通过气缸伸缩杆来推动激振锤击打混凝土面后通过复位弹簧来使激振锤复位。其作用为，通过气缸来推动激振锤击打混凝土面。
11.进一步的，所述激发机构包括电机，电机的输出端连接有曲柄连杆机构，连杆远离电机一端与激振锤相连接或相对应，当连杆与激振锤相连接时通过连杆推动激振锤击打混凝土面及拉动激振锤复位，当连杆与激振锤相对应时，连杆一端连接有可与激振锤接触的活塞，通过活塞来推动激振锤击打混凝土面后通过复位弹簧来使激振锤复位。远离电机一端与激振锤相对应时，激发机构还包括用于使激振锤复位的复位弹簧。其作用为，通过电机来驱动激振锤击打混凝土面。
12.进一步的，所述信号发射装置包括bnc信号接口、信号发射器和发射天线，bnc信号接口与加速度传感器之间连接有低噪声屏蔽电缆。
13.第二方面，一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的检测装置，包括信号接收器，所述信号接收器与上述的一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器在使用时设于混凝土的相对两侧，信号接收器包括接收端调节杆，接收端调节杆上设有至少一个接收端加速度传感器，接收端调节杆上设有接收端信号发射装置。其作用为，通过接收端加速度传感器来在混凝土相对激振锤的一侧采集激振锤击打混凝土面产生的弹性波信号，之后通过接收端信号发射装置来将信号发送给仪器主机。
14.进一步的，所述接收端调节杆上设有至少两个接收端加速度传感器，接收端调节杆上设有宽度调节杆，接收端加速度传感器设于宽度调节杆上，宽度调节杆上设有刻度和用于安装接收端加速度传感器的卡槽。其作用为，通过宽度调节杆的设置，可以根据现场实际情况来调节接收端加速度传感器的间距。
15.进一步的，所述接收端调节杆与宽度调节杆之间设有用于调节接收端调节杆与宽度调节杆之间角度的接收端调节机构，激发器调节杆与接收端调节杆均可收缩伸长。其作用为，可根据现场实际情况来调节激发器调节杆与接收端调节杆的长度及接收端调节杆与宽度调节杆之间的角度。
16.本实用新型具有的有益效果：
17.1、本实用新型中的信号接收器结构简单，易于制作，所用材料质量轻便。
18.2、本实用新型采用可调节的调节杆，使得加速度传感器可以根据现场条件的不同进行水平和长短及角度的调整，方便了适应现场不同的工作条件。
19.3、本实用新型中的激发器采用激振控制器控制激振锤敲击，可有效解决人员够不到的问题。
20.4、本实用新型中的信号发射装置可将采集到的弹性波信号无线传输至地面仪器主机，有效解决有线传输的弊端。
21.5、采用该检测装置，可以有效解决部分区域无作业面(例如高空、水下等场景)、危险系数高等问题。
附图说明
22.图1为本实用新型所述的检测原理示意图；
23.图2为实施例1中一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器的结构示意
图；
24.图3为实施例1中调节机构的结构示意图；
25.图4为图2中a处的放大结构示意图；
26.图5为信号接收器的结构示意图；
27.图6为电源模块、驱动装置与激振控制器的电性连接示意图；
28.图7为加速度传感器、信号发射装置、仪器主机的信号传输示意图；
29.图8为实施例2中一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器的结构示意图；
30.图9为实施例3中一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器的结构示意图；
31.图10为图9中b处连杆带动活塞向后移动时的放大结构示意图；
32.图11为图9中b处连杆带动活塞向激振锤方向移动时的放大结构示意图；
33.图12为图9中b处连杆带动活塞推动激振锤移动时的放大结构示意图。
34.附图标记说明如下：1、激发器调节杆；2、激振锤；3、加速度传感器；4、激发机构；5、激振控制器；6、信号发射装置；7、调节机构；8、弹簧；9、气缸；10、电机；11、复位弹簧；12、低噪声屏蔽电缆；13、信号接收器；14、接收端调节杆；15、接收端加速度传感器；16、接收端信号发射装置；17、宽度调节杆；18、刻度；19、卡槽；20、接收端调节机构；21、待测混凝土激发端；22、控制电缆；23、仪器主机；24、棘轮；25、转轴；26、棘爪；27；弹簧片；28、凸起部；29、圆盘；30、受力部；31、空腔；32、连杆；33、活塞；34、电源模块；35、驱动装置。
具体实施方式
35.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.实施例1
39.第一方面，如图2所示，一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器，包括激发器调节杆1，所述激发器调节杆1一端设有激振锤2，激振锤2连接有加速度传感器3，加速度传感器3与激振锤2之间采用螺纹连接，激振锤2与激发器调节杆1之间设有用于驱动激振锤2击打混凝土表面的激发机构4，激发器调节杆1上设有用于控制激发机构4击打混凝土表面的激振控制器5，激发器调节杆1上设有用于将激振锤2击打混凝土表面产生的弹性波
信号传输至仪器主机23的信号发射装置6，还包括电源模块34，激振控制器5的控制方法采用电信号传递控制，激振控制器5与电源模块34电性连接，激振控制器5与激发机构4之间连接有控制电缆22，激发机构4内设有驱动装置35，驱动装置35采用电机10，控制电缆22与电机10相连接。其作用为，通过操作激振控制器5来控制激发机构4驱动激振锤2击打待测混凝土表面来产生弹性波信号，加速度传感器3用于采集击打端的信号后通过信号发射装置6发送至仪器主机23。
40.具体的，如图2所示，所述激发器调节杆1与激发机构4之间设有用于调节激发机构4与激发器调节杆1之间角度的调节机构7。
41.具体的，如图3所示，调节机构7采用棘轮24机构通过卡接锁紧来调节角度，调节机构7包括棘轮24，棘轮24中心连接有条状截面的转轴25，转轴25设于激发机构4上，棘轮24外啮合有棘爪26，棘爪26侧壁与弹簧片27相接触，棘爪26远离棘轮24一端设于调节机构7外，通过棘爪26与棘轮24的卡接来固定激发机构4相对于激发器调节杆1的旋转角度，通过摆动棘爪26来使棘轮24能够顺时针旋转。其作用为，使加速度传感器3可以根据现场条件的不同进行激发机构4与激发器调节杆1之间角度的调整。
42.具体的，如图4所示，所述激发机构4的驱动装置采用弹簧8。
43.具体的，如图4所示，所述激发机构4包括弹簧8，弹簧8的作用为通过蓄能后释放恢复原长时推动激振锤2击打混凝土面，弹簧8与激振锤2相连接。通过设置侧壁具有凸起部28的圆盘29，圆盘29由电机(图中视角未画出)驱动转动，电机通过与激振控制器5连接的控制电缆22来控制转动，激振锤2锤柄末端设有外径大于锤柄外径的受力部30，激发机构4内设有供受力部30沿激振锤2前进方向移动的空腔31，空腔31上设有供圆盘29的凸起部28旋转时通过的通口，逆时针旋转圆盘29时会使凸起部28推动激振锤2锤柄受力部30顶端向挤压弹簧8方向移动，当继续沿逆时针方向旋转圆盘29，凸起部28移出空腔31内，弹簧8通过释放之前受挤压时的蓄能，推动锤柄受力部30底端使激振锤2击打混凝土面。其作用为，通过弹簧8来蓄能时激振锤2击打混凝土面。
44.具体的，所述信号发射装置6包括bnc信号接口、信号发射器和发射天线，bnc信号接口与加速度传感器3之间连接有低噪声屏蔽电缆12。
45.第二方面，如图5所示，一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的检测装置，包括信号接收器13，所述信号接收器13与上述的一种采用弹性波ct法检测混凝土内部缺陷的激发器在使用时设于混凝土的相对两侧，信号接收器13包括接收端调节杆14，接收端调节杆14上设有至少一个接收端加速度传感器15，接收端调节杆14上设有接收端信号发射装置16。其作用为，通过接收端加速度传感器15来在混凝土相对激振锤2的一侧采集激振锤2击打混凝土面产生的弹性波信号，之后通过接收端信号发射装置16来将信号发送给仪器主机23。
46.具体的，如图5所示，所述接收端调节杆14上设有至少两个接收端加速度传感器15，接收端调节杆14上设有宽度调节杆17，接收端加速度传感器15设于宽度调节杆17上，宽度调节杆17上设有刻度18和用于安装接收端加速度传感器15的卡槽19。其作用为，通过宽度调节杆17的设置，可以根据现场实际情况来调节接收端加速度传感器15的间距。
47.具体的，如图3、图5所示，所述接收端调节杆14与宽度调节杆17之间设有用于调节接收端调节杆14与宽度调节杆17之间角度的接收端调节机构20，激发器调节杆1与接收端
调节杆14均可收缩伸长。其作用为，可根据现场实际情况来调节激发器调节杆1与接收端调节杆14的长度及接收端调节杆14与宽度调节杆17之间的角度。
48.本实施例的工作原理说明如下：
49.如图6所示，电源模块34用于为驱动装置35提供能量，激振控制器5用于控制驱动装置35的开关；
50.如图1所示，首先根据检测区域情况调整调节杆至合适的角度，保证激发器上的加速度传感器3与混凝土表面耦合完好，激发器中加速度传感器3通过连接螺丝与激振锤2相连，并将激振锤2放置于待测混凝土激发端21上方，通过激振控制器5控制激发机构4驱动激振锤2敲击混凝土表面产生弹性波信号，如图7所示，同时与激振锤2连接的加速度传感器3将采集的信号通过信号发射装置6发送至仪器主机23，位于混凝土对面的信号接收器13上的接收端加速度传感器15也将采集到的信号通过接收端信号发射装置16发送至仪器主机23，通过对多个接收信号波速和能量大小进行计算，即可快速判断出混凝土内部是否存在缺陷及缺陷位置坐标。
51.实施例2
52.如图8所示，激发机构4的驱动装置采用气缸9，驱动装置采用气缸，控制电缆与气缸的控制开关相连接。
53.具体的，如图8所示，所述的激发机构4包括气缸9，气缸9与加速度传感器3相连接。气缸9的伸缩杆与加速度传感器3相连接，加速度传感器3另一端与激振锤2相连接，气缸9通过激振控制器5来控制启动，启动气缸9后由伸缩杆推动加速度传感器3从而推动激振锤2击打混凝土面。其作用为，通过气缸9来推动激振锤2击打混凝土面。
54.其余结构与工作原理均与实施例1相同。
55.实施例3
56.如图9所示，激发机构4的驱动装置采用电机10。
57.具体的，如图9所示，所述激发机构4包括电机10，电机10的输出端连接有曲柄连杆32机构，连杆32远离电机10一端与激振锤2相对应，激发机构4还包括用于使激振锤2复位的复位弹簧11。电机10与激振控制器5电性连接，通过激振控制器5启动电机10后，电机10输出端带动连接的转盘旋转，连接在转盘非圆心处的连杆32末端连接有用于击打激振锤2锤柄底端的活塞33，活塞33连接在激发机构4内空腔31的活塞33架上。如图10所示，当连杆32远离激振锤2的一端转动到距离激振锤2最远处时，活塞33位于距离激振锤2最远处；如图11所示，当连杆32远离激振锤2一端位于距离激振锤2最远处与最近处之间时且朝向激振锤2方向转动时，活塞33朝向激振锤2移动；如图12所示，当连杆32远离激振锤2一端转动到距离激振锤2最近处时，活塞33推动激振锤2前进。其作用为，通过电机10来驱动激振锤2击打混凝土面。
58.其余结构与工作原理均与实施例1相同。
59.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。