一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及水工安全检测技术领域，特别是涉及一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置。


背景技术：

2.由于运行条件和工作环境的复杂性，水工结构混凝土界面普遍存在老化、冲刷磨损等破坏现象，影响水工结构的安全性。冲磨破坏是水工泄水建筑物常见的病害之一，也是影响水工混凝土耐久性的重要因素。在水工建筑物破坏中，泄水道的破坏最为普遍。水工混凝土的冲磨问题是一个不可避免的、不可忽视的重要安全问题，是我国水利水电建设中有待解决的重大问题。因此，进行水工混凝土抗冲磨性能评价方面的研究具有十分重要的意义和作用。
3.目前，对泄水道混凝土抗冲磨性能的评价主要通过室内试验的方法，即在实验室条件下，制作与泄水道混凝土配合比相同的混凝土试件，利用混凝土抗冲磨试验机对试件进行冲磨后测量其抗冲磨强度。由于实验室条件很难达到泄水道混凝土的实际服役条件，导致室内试验结果与实际工程应用的结果相差较大。
4.因此，市场上急需一种新型的泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置，用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，能够在现场进行混凝土抗冲磨强度检测，并且能够迅速对数据进行采集。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.本实用新型公开了一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置，包括：
8.检测车，所述检测车包括检测箱和行走机构，所述检测箱固定于所述行走机构上，所述检测箱上设有边墙激光测距仪和底板激光测距仪，所述边墙激光测距仪用于检测泄水道边墙混凝土的冲坑深度，所述底板激光测距仪用于检测泄水道底板的冲坑深度；
9.控制装置，所述控制装置与所述行走装置电连接，所述控制装置用于控制所述行走装置行走；
10.数据采集装置，所述边墙激光测距仪与所述底板激光测距仪均与所述数据采集装置电连接，所述数据采集装置用于采集所述边墙激光测距仪与所述底板激光测距仪的检测数据。
11.优选的，所述控制装置包括无线遥控器和信号接收器，所述信号接收器用于接收所述无线遥控器发出的电信号，所述信号接收器与所述行走机构电连接，所述信号接收器用于控制所述行走机构行走。
12.优选的，所述无线遥控器的遥控范围是0-500m。
13.优选的，所述数据采集装置包括动态数据采集仪和计算机，所述边墙激光测距仪和所述底板激光测距仪均与所述动态数据采集仪电连接，所述动态数据采集仪用于采集所述边墙激光测距仪与所述底板激光测距仪的检测数据，所述动态数据采集仪与所述计算机电连接，所述动态数据采集仪用于将采集到的检测数据传输给所述计算机中。
14.优选的，所述行走机构为履带总成。
15.优选的，所述行走机构上固定有液压升降装置，所述液压升降装置的伸缩端固定有所述检测箱。
16.优选的，所述液压升降装置的伸缩长度为0-15m。
17.优选的，所述行走机构的行驶速度为0-10m/s。
18.优选的，所述边墙激光测距仪和所述底板激光测距仪的测量范围为0-200m。
19.优选的，所述检测箱的高度为2m，宽度为1m。
20.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.1、有效解决了实验室条件与现场条件的差异带来的较大误差的问题；
22.2、设有无线遥控器来控制行走机构运行，自动化程度高；
23.3、设有动态数据采集仪，能够将边墙激光测距仪与底板激光测距仪采集到的数据收集并传输给计算机，具有采集数据准确以及操作方便的优点。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置中液压升降装置伸长后的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置中检测车的行驶路径；
28.图4为本实用新型实施例泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置的检测原理图；
29.图中：1-检测箱；2-测量装置；3-控制装置；4-动态数据采集仪；5-履带总成；6-液压升降装置；b-底板；c-边墙。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实用新型的目的是提供一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，能够在现场进行混凝土抗冲磨强度检测，并且能够迅速对数据进行采集。
32.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
33.如图1-图2所示，本实施例提供了一种泄水道混凝土抗冲磨强度检测装置，包括：
34.检测车，检测车包括检测箱1和行走机构，检测箱1为一长方体箱体结构，检测箱1固定于行走机构上，检测箱1上设有测量装置2，测量装置2包括多个边墙激光测距仪和底板激光测距仪，边墙激光测距仪和底板激光测距仪均为现有的柱形激光测距仪，边墙激光测距仪均匀设置在检测箱1的两侧，边墙激光测距仪朝向泄水道边墙c方向设置，边墙激光测距仪用于检测泄水道边墙c上混凝土的冲坑深度，底板激光测距仪设置在检测箱1的底部，底板激光测距仪朝向泄水道底板b方向进行设置，底板激光测距仪用于检测泄水道底板b的冲坑深度；
35.控制装置3，控制装置3与行走装置电连接，控制装置3用于控制行走装置行走，具体的，可控制行走机构启动、行走机构关闭、行走机构行驶方向以及行走机构行驶速度；
36.数据采集装置，边墙激光测距仪与底板激光测距仪均与数据采集装置电连接，数据采集装置用于采集边墙激光测距仪与底板激光测距仪的检测数据。
37.以检测泄水道边墙c的抗冲磨强度为例，具体检测过程如下：
38.步骤一：在泄水道建成投入使用前，首先通过该装置对边墙c上混凝土进行检测，驱动检测车沿着泄水道底板b的中间线行驶，检测车在移动过程中，车上的边墙激光测距仪向边墙c方向发射激光射线，激光射线在遇到障碍物时会发生反射，将光源到入射点的直线距离称为激光长度d1。然后，数据采集装置会对边墙激光测距仪的数据进行实时采集并处理，获得冲磨前泄水道边墙c上混凝土表面的数据。
39.步骤二：在经过一定时间的泄水冲磨后，边墙c的混凝土会出现一些冲坑，按照之前检测车的行驶路线，再次对边墙c的混凝土进行检测，获得冲磨后泄水道边墙c上混凝土表面的数据，此时的激光长度记为d2，对于边墙c的混凝土上的一个点来说，(d2-d1)即为改点损失的深度。
40.步骤三：以边墙激光测距仪的一个发射点获得的数据为例，如附图4所示，冲磨前所得的到得到的结果接近于一条直线，而冲磨后所得的结果是一条低于该直线的不规则曲线。将整个边墙激光测距仪所测的数据处理后，可得到一个较为光滑的平面和一个有许多坑洼的不规则曲面，这两个面之间的体积即为泄水冲道边墙c上脱落的混凝土体积，进而计算出脱落的混凝土重量，获得泄水道边墙c上混凝土的抗冲磨强度。计算过程如下：
41.△
m＝ρ
×
v；
42.fa＝(t
×
a)
÷△
m；
43.其中，
△
m为经过t时间冲磨后，泄水道边墙c上混凝土损失的质量，kg；ρ为泄水道边墙c上混凝土的密度，kg/m3；v为泄水道边墙c上脱落混凝土体积；fa为抗冲磨强度，h/(kg/m3)；t为冲磨时间，h；a为冲磨的面积(检测的边墙c上混凝土的面积)，m2。
44.通过上述方法，即可计算得出泄水道边墙c的抗冲磨强度。泄水道底板b的抗冲磨强度的计算方法与泄水道边墙c的抗冲磨强度的计算方法相同，故在此不多赘述。
45.本装置每次可测量2m高度内的边墙c上混凝土的抗冲磨强度，通过控制液压升降装置6的升高，继续沿着底板b中轴线行驶，可继续测量2-14m高度内的边墙c上混凝土的抗冲磨强度。
46.本装置每次可测量1m宽度范围内的底板b上混凝土抗冲磨强度，通过控制检测车的行驶路线，如附图3所示，沿着泄水道底板b的轴线方向，第一次可测量0-1m宽度内底板b的抗冲磨强度，测量完1m后掉头测量2-3m宽度内的底板b的抗冲磨强度，如此循环，可测量整个底板b的混凝土抗冲磨强度。
47.于本实施例中，控制装置3包括无线遥控器和信号接收器，信号接收器用于接收无线遥控器发出的电信号，其中无线遥控器发出的是无线电信号，因此，信号接收器应选用与之匹配的无线电接收器，信号接收器与行走机构电连接，信号接收器用于控制行走机构行走。
48.于本实施例中，无线遥控器的遥控范围是0-500m，本领域技术人员还可以采用其他类型的遥控器，如红外线遥控器等，可以根据实际测量范围选用不同种类、不同型号的遥控器。
49.于本实施例中，数据采集装置包括动态数据采集仪4和计算机，边墙激光测距仪和底板激光测距仪均与动态数据采集仪4电连接，动态数据采集仪4为现有技术，不做过多介绍。动态数据采集仪4用于采集边墙激光测距仪与底板激光测距仪的检测数据，动态数据采集仪4与计算机电连接，动态数据采集仪4用于将采集到的检测数据传输给计算机中，计算机对检测数据进行进一步的计算处理。
50.于本实施例中，行走机构为履带总成5。履带总成5为现有技术，种类繁多，主要包括车架、驱动装置、主动轮、诱导轮、负重轮和履带；履带通过主动轮、诱导轮和负重轮安装于车架；主动轮、诱导轮和负重轮的外圆以及履带的内侧设有相匹配的齿；主动轮设于车架的前部并由驱动装置驱动转动，诱导轮设于车架的后部，负重轮设于主动轮和诱导轮之间，履带安装于主动轮、诱导轮和负重轮上。至于其他相关结构，在此不多做赘述。需要说明的是，本实施例中的检测箱1设置于履带总成5的车架上。当然，本领域技术人员还可以将其替换为其他的移动装置，如现有的带有驱动装置的万向轮结构均可。
51.于本实施例中，行走机构上固定有液压升降装置6，液压升降装置6为现有的升降平台，液压升降装置6的伸缩端固定于检测箱1。具体的，液压升降装置6的下端固定在履带总成5的车架上，液压升降装置6的上端固定于检测箱1上。利用升降平台的伸缩作用，可以调节检测箱1的高度，从而能够检测不同高度混凝土的抗冲磨强度。
52.于本实施例中，液压升降装置6的伸缩长度为0-15m，本领域技术人员可以根据实际情况选用不同型号的液压升降装置6，用于调节检测箱1的高度。
53.于本实施例中，行走机构的行驶速度为0-10m/s，检测过程中，可以根据实际需要来调整检测车的移动速度。
54.于本实施例中，边墙激光测距仪和底板激光测距仪的测量范围为0-200m。当然，一般情况下，边墙激光测距仪每次只需要测量2m高度内的边墙c上混凝土的抗冲磨强度即可，底板激光测距仪每次只需要测量1m宽度范围内的底板b上混凝土抗冲磨强度即可。
55.于本实施例中，检测箱1的高度为2m，宽度为1m。本领域技术人员也可以根据行走机构实际的承载面积以及承载能力，来适当的调整检测箱1的体积大小。
56.应用实例：
57.1、对ne
‑ⅱ
环氧砂浆修复后的龙羊峡水电站左中孔泄洪道边墙c和底板b进行抗冲磨强度测试，步骤如下：
58.步骤一：在泄水道边墙c和底板b修复完成后，首先对边墙c和底板b进行检测。首先对底板b进行检测，设定检测车的速度为1m/s，沿着预定行驶路线，每次测试1m宽度范围内底板b上混凝土表面的数据，直至测试完整个底板b，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据；底板b检测完成后，设定检测车的速度为1m/s，沿着底板b中轴线行驶，首次检测0-2m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，然后将液压升降装置6升高2m，检测2-4m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，直至检测完0-10m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据。
59.步骤二：在泄水道经过15天的冲磨后，按照步骤一重新检测泄水道的边墙c和底板b，获得冲磨后泄水道修复材料表面的数据。
60.步骤三：计算机处理后得出边墙c和底板b修复材料的抗冲磨强度。
61.2、对ne
‑ⅱ
环氧砂浆修复后的龙羊峡水电站左中孔泄洪道边墙c和底板b进行抗冲磨强度测试，步骤如下：
62.步骤一：在泄水道边墙c和底板b修复完成后，首先对边墙c和底板b进行检测。首先对底板b进行检测，设定检测车的速度5m/s，沿着预定行驶路线，每次测试1m宽度范围内底板b上混凝土表面的数据，直至测试完整个底板b，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据；底板b检测完成后，设定检测车的速度为5m/s，沿着底板b中轴线行驶，首次检测0-2m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，然后将液压升降装置6升高2m，检测2-4m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，直至检测完0-10m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据。
63.步骤二：在泄水道经过30天的冲磨后，按照步骤一重新检测泄水道的边墙c和底板b，获得冲磨后泄水道修复材料表面的数据。
64.步骤三：计算机处理系统得出边墙c和底板b修复材料的抗冲磨强度。
65.3、对ne
‑ⅱ
环氧砂浆修复后的龙羊峡水电站左中孔泄洪道边墙c和底板b进行抗冲磨强度测试，步骤如下：
66.步骤一：在泄水道边墙c和底板b修复完成后，首先对边墙c和底板b进行检测。首先对底板b进行检测，设定检测车的速度10m/s，沿着预定行驶路线，每次测试1m宽度范围内底板b上混凝土表面的数据，直至测试完整个底板b，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据；底板b检测完成后，设定检测车的速度为10m/s，沿着底板b中轴线行驶，首次检测0-2m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，然后将液压升降装置6升高2m，检测2-4m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，直至检测完0-10m高度范围内的边墙c修复材料表面数据，获得冲磨前泄水道边墙c修复材料表面的数据。
67.步骤二：在泄水道经过30天的冲磨后，按照步骤一重新检测泄水道的边墙c和底板b，获得冲磨后泄水道修复材料表面的数据。
68.步骤三：计算机处理系统得出边墙c和底板b修复材料的抗冲磨强度。
69.上述三个实例的检测结果如下：
[0070][0071]
通过对龙羊峡水电站左中孔泄洪道的检测，可以看出，检测车的行驶速度对检测结果有轻微影响，三组实施例的结果表明，本装置可准确检测水道的抗冲磨强度。
[0072]
本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。