CN102455287A - 一种龙门式工程材料质量检测装置 - Google Patents

Abstract

一种龙门式工程材料质量检测装置，包括减震平台、由红宝石激光器、激光传输系统、摄像头和声换能器组成的激光质量检测仪和在能在减震平台上沿轨道移动的龙门式箱体。激光传输系统包括第一和第二反射镜、分光器、第一和第二凹面反射镜和凸透镜、第一凹面反射镜位于经分光器分光后的物光束的光路上，凸透镜位于经第一凹面反射镜反射后的物光束的光路上，第二反射镜位于参考光束的光路上，第二凹面反射镜位于经第二反射镜反射后的参考光束的光路上。摄像机装设在龙门式箱体的设定位置上，且物光束和参考光束均能到达摄像机镜头。被检试样由试样支架支撑，声换能器固定在被检试样表面上。本发明能对管材、板材、多层复合材料试样进行质量检测。

Description

一种龙门式工程材料质量检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种管材、板材、多层复合材料的质量检测装置。

背景技术

随着国民经济的高速发展和商业繁荣，极大地推动了建筑业的发展，高速公路、桥梁、地铁、输油管路、输水管路等的施工和建设日新月异，蓬勃发展。在上述工程建设中，需要使用大量的金属和非金属管材、板材、混合材料和多层复合材料，在施工的关键环节，如果这些材料出现质量问题，如存在砂眼、盲孔、微孔、脱粘、裂缝、纤维断裂等，就会使建筑物存在严重质量问题和潜在危险，另外，目前对液体介质或气体介质的输送多采用管道输送方式，且均为有压输送，管道有钢管或PVC管，如输油管路和输水管路中的油或水都是有一定压力的，在长期的使用中，钢管或塑料管上的砂眼、盲孔或微孔会逐渐加深和扩大，甚至出现破裂造成漏水、漏油事故，如果是输煤气等输气管路，一旦出现漏气或爆裂，不仅造成煤气损失，甚至还会出现煤气中毒，引发火灾等事故发生，对于修建桥梁等使用的各种规格的钢板、钢筋，如果存在裂纹或盲孔，在使用过程中由于应力集中效应，很容易出现断裂，直接影响建筑物质量。

目前对这些材料的质量检测主要是用眼睛直观检测的方法，看是否存在质量问题，但由于外表面的氧化皮或其他污物的遮挡直接影响对建筑材料的质量检测的准确性能，为提高建筑施工质量，应有对工程材料进行快速而精确的质量检测装置。

发明内容

本发明的目的，是提供一种龙门式工程材料质量检测装置，能对管材、板材、多层复合材料试样进行高质量检测，提高建筑物质量。

采用的技术方案是：

一种龙门式工程材料质量检测装置，包括激光质量检测仪、龙门式检测仪驱动机构。

激光质量检测仪，包括壳体、激光器组件、激光传输系统、声换能器和摄像机。

所述激光器组件，包括激光器和电源，激光器采用红宝石脉冲激光器或钕玻璃激光器，激光电源电路，一般由电容器、脉冲触发电路和控制电路组成，以确保激光器处于脉冲工作状态。激光器和激光电源为已知技术。激光器和激光电源装设在壳体内，所述激光传输系统，包括第一反射镜、分光器、第二反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜和凸透镜。所述壳体由不锈钢制成，所述第一反射镜、分光镜、第二反射镜、第一凹面反射镜、第二凹面反射镜和凸透镜分别固定支架上，支架按设定位置固定在壳体内，支架也可采用磁性支架，将上述反射镜、分光器和凸透镜分别固定在磁性支架上，通过磁性支架按设定位置吸固在不锈钢壳体上，第一反射镜位于激光器发出的激光的光路上，分光器与第一反射镜平行设置，激光器发出的激光经第一反射镜反射到分光器上，经分光器分成物光束和参考光束，第一凹面反射镜和凸透镜依次位于物光束的光路上，第二反射镜和第二凹面反射镜依次位于参考光束的光路上。在壳体上，对应凸透镜和第二凹面反射镜的部位设有透明窗口，所述透明窗口为物光束和参考光束窗口。

所述龙门式检测仪驱动机构，包括龙门式箱体，减震平台、滑台、步进电机、至少一个试样支架和丝杠。所述激光质量检测仪装设在龙门式箱体内设定位置。

所述减震平台为弹簧式减震平台，平台基体为1-1.5吨铸铁基体，减震平台表面光滑，在减震平台上端面上纵向平行设置有二条轨道，在所述龙门式箱体的两侧支箱体部分的下端面上分别设有与上述二条轨道相匹配的轨道凹槽，龙门式箱体设置在减震平台上，龙门式箱体的两侧支箱体下端面上的轨道凹槽分别与减震平台上端面上的二条轨道连接，且滑动配合。所述滑台设置在减震平台上，其两端分别与龙门式箱体的两侧支箱体固定连接。滑台有中心孔，中心孔有内螺纹，与所述丝杠螺纹连接。所述丝杠两端分别由固定在减震平台上端面上的二个轴座予以支撑，步进电机输出轴通过联轴器与丝杠一端固定连接。所述试样支架包括磁性底座和支管，支管下端与磁性底座固定连接，支管上端固定有带球面凹槽的托架或钳式夹具。所述支管可采用拉杆式结构，即由第一支管和第二支管组成，第二支管下部装设在第一支管内，以便调节支架高度。试样支架通过磁性底座固定在减震平台上设定位置，选用磁性支架是为移动方便，可根据被测试样，选择一个试样支架或两个试样支架。所述摄像机装设在龙门式箱体的设定部位上，位于激光的物光束和参考光束相干涉部位上。照相底片采用全息底片或Agfa8E75玻璃干板。

本发明带有校准用氦氖激光器，其电源采用直流稳压电源。

使用时，被检测试样以钢管试样为例由二个试样支架支撑。首先启动氦氖激光器，氦氖激光器发出的红光，经第一反射镜反射，由分光器分成物光束和参考光束，物光束经第一凹面镜和凸透镜后射出，非常直观。通过调节龙门式箱体位置和试样支架，使钢管试样对准激光的物光束，关闭氦氖激光器电源。

将声换能器固定在试样的表面上，并启动声换能器工作，对试样施加的振动可以是横波、纵波或表面波，同时启动红宝石激光器，红宝石激光被第一反射镜反射，经分光器分成物光束和参考光束，物光束经第一凹面反射镜和凸透镜射向被检试样，经被检试样反射和衍射的激光照射到照相底板上，与此同时参考光束经第二反射镜和第二凹面反射镜反射后直接照射到照相底板上与物光束相干涉，得到布满干涉条纹的图案，称菲涅耳全息图。如果试样是管材，且较长，试样由二个试样支架支撑，第一次激光对照相底板的曝光完成后，启动步进电机，通过丝杠和滑台移动带动龙门式箱体沿轨道移动，步进电机停止后，再启动声换能器和红宝石激光器，依上述办法对管材上下一个部位进行全息照相，直至将工程材料检测完毕。底板曝光时间按实际检测需要设定，由激光电源的控制器控制，包括使用Q开关，所述控制器为已知技术。

在试样上有缺欠的地方，如有盲孔或砂眼、脱粘、裂缝、纤维断裂等的地方其振幅就会与试样无缺欠部位的振幅出现差异。如多层复合材料出现脱粘处，其振幅就比正常区域大，在获得的全息图上可看到一组异样干涉条纹，把脱粘松动区域勾画出来。

把获取的上述菲涅耳全息图信息输入计算机，计算机通过与预存在全息存贮器内贮存的工程材料标准质量全息图进行比较和运算，即可获得工程材料质量数据，如有缺陷则可表明缺欠性质和所在位置(为已知技术)。

当用同一红宝石激光器发出的激光照射上述获得的菲涅耳全息图时，便可见到被检测工程材料的三维立体图。

本发明对确保关键施工中使用的材料质量，提高建筑物质量和使用寿命，具有良好的作用，且可长期保存被检测材料的三维图像信息，作档案资料保存。

附图说明

图1是本发明的一种实施例结构示意图。

图2是激光全息质量检测仪结构示意图。

图3是图1的侧视示意图。

具体实施方式

一种龙门式工程材料质量检测装置，包括激光质量检测仪1、龙门式检测仪驱动机构2。

所述激光质量检测仪，包括壳体4、激光器组件、激光传输系统、摄像机5和声换能器33；

所述激光器组件，包括一台红宝石激光器6、一台氦氖激光器7、氦氖激光器电源8和红宝石激光器电源9；所述红宝石激光器6、氦氖激光器7平行设置，并分别固定在壳体4内，红宝石激光器6和氦氖激光器7发出的激光均能达到第一反射镜10上；

所述激光传输系统，包括第一反射镜10、分光器11、第一凹面反射镜12、第二反射镜13、第二凹面反射镜14和凸透镜15；第一反射镜10和分光器11平行设置，并分别装设在壳体4内设定位置；第一凹面反射镜12装设在壳体4内设定位置，位于被分光器11分光后的激光的物光束的光路上；凸透镜15装设在壳体4内，位于经第一凹面反射镜12反射后的物光束的光路上；第二反射镜13装设在壳体4内设定的位置上，位于红宝石激光经分光器分光后的参考光束的光路上，第二凹面反射镜14装设在壳体4内设定位置上，位于经第二反射镜13反射后的参考光束的光路上；壳体4上对应凸透镜15处和第二凹反射镜14处设有透明窗口17；分光器11与第一凹面反射镜12之间距离为85cm，第一凹面反射镜12与凸透镜15之间的距离为54cm，第一反射镜10与第二反射镜13之间距离为51cm，第二反射镜13与第二凹面反射镜之间距离为57cm；物光束18与参考光束19之间夹角为20°；

所述龙门式检测仪驱动机构2，包括龙门式箱体20、减震平台21、滑台22、步进电机23、至少一个试样支架24和丝杠25；所述激光质量检测仪，装设在龙门式箱体20内设定位置。

所述减震平台21为上端面光滑的弹簧式铸铁减震平台，在减震平台21的上端面上纵向平行设置有二条轨道26；在龙门式箱体20的左侧支箱体27和右侧支箱体28的下端面上与二条轨道26对应处分别设有轨道滑槽29，所述龙门式箱体20设置在减震平台21的上端面上，龙门式箱体20的左侧支箱体27和右侧支箱体28下端面上的轨道槽29分别与减震平台21上端面上的二条轨道26对应连接，滑动配合；所述滑台22有带内螺纹的中心孔30，滑台22两端分别与龙门式箱体20的左侧支箱体27、右侧支箱体28固定连接，所述丝杠25穿过滑台22的中心孔30，且与中心孔30螺纹连接，丝杠25两端无螺纹段分别装入固定在减震平台21上的两个轴座31内的轴承内圈；步进电机23的输出轴与丝杠25的一端固定连接；所述试样支架24的上端固定有带球面凹槽的托盘或钳式夹具32，试样支架24的下端与磁性底座16固定连接；试样支架24通过磁性底座固定在减震平台21上，用以支撑被检测试样3；在龙门式箱体20上固定有摄像机支架34，摄像机5固定在摄像机支架34上，且所述物光束和参考光束均能达到摄像机头，摄像机5通过导线与外部设置的计算机的对应接口连接。所述声换器33在检测试样时固定被检试样表面上。

Claims (2)

1.一种龙门式工程材料质量检测装置，包括激光质量检测仪(1)、龙门式检测仪驱动机构(2)，其特征在于所述的激光质量检测仪，包括壳体(4)、激光器组件、激光传输系统、摄像机(5)和声换能器(33)；

所述激光器组件，包括一台红宝石激光器(6)、一台氦氖激光器(7)、氦氖激光器电源(8)和红宝石激光器电源(9)；所述红宝石激光器(6)、氦氖激光器(7)平行设置，并分别固定在壳体(4)内，红宝石激光器(6)和氦氖激光器(7)发出的激光均能达到第一反射镜(10)上；

所述激光传输系统，包括第一反射镜(10)、分光器(11)、第一凹面反射镜(12)、第二反射镜(13)、第二凹面反射镜(14)和凸透镜(15)；第一反射镜(10)和分光器(11)平行设置，并分别装设在壳体(4)内设定位置；第一凹面反射镜(12)装设在壳体(4)内设定位置，位于被分光器(11)分光后的激光的物光束的光路上；凸透镜(15)装设在壳体(4)内，位于经第一凹面反射镜(12)反射后的物光束的光路上；第二反射镜(13)装设在壳体(4)内设定的位置上，位于红宝石激光经分光器分光后的参考光束的光路上，第二凹面反射镜(14)装设在壳体(4)内设定位置上，位于经第二反射镜(13)反射后的参考光束的光路上；壳体(4)上对应凸透镜(15)处和第二凹反射镜(14)处设有透明窗口(17)；所述龙门式检测仪驱动机构(2)，包括龙门式箱体(20)、减震平台(21)、滑台(22)、步进电机(23)、至少一个试样支架(24)和丝杠(25)；所述激光质量检测仪装置设在龙门式箱体(20)内设定位置；

所述减震平台(21)为上端面光滑的弹簧式铸铁减震平台，在减震平台(21)的上端面上纵向平行设置有二条轨道(26)；在龙门式箱体(20)的左侧支箱体(27)和右侧支箱体(28)的下端面上与二条轨道(26)对应处分别设有轨道滑槽(29)，所述龙门式箱体(20)设置在减震平台(21)的上端面上，龙门式箱体(20)的左侧支箱体(27)和右侧支箱体(28)下端面上的轨道槽(29)分别与减震平台(21)上端面上的二条轨道(26)对应连接，滑动配合；所述滑台(22)有带内螺纹的中心孔(30)，滑台(22)两端分别与龙门式箱体(20)的左侧支箱体(27)、右侧支箱体(28)固定连接，所述丝杠(25)穿过滑台(22)的中心孔(30)，且与中心孔(30)螺纹连接，丝杠(25)两端无螺纹段分别装入固定在减震平台(21)上的两个轴座(31)内的轴承内圈；步进电机(23)的输出轴与丝杠(25)的一端固定连接；所述试样支架(24)的上端固定有带球面凹槽的托盘或钳式夹具(32)，试样支架(24)的下端与磁性底座(16)固定连接；试样支架(24)通过磁性底座固定在减震平台(21)上，用以支撑被检测试样(3)；在龙门式箱体(20)上固定有摄像机支架(34)，摄像机(5)固定在摄像机支架(34)上，且所述物光束和参考光束均能达到摄像机头，摄像机(5)通过导线与外部设置的计算机的对应接口连接；所述声换器(33)固定被检试样表面上。

2.根据权利要求1所述的一种龙门式工程材料质量检测装置，其特征在于所述的分光器(11)与第一凹面反射镜(12)之间距离为85cm，第一凹面反射镜(12)与凸透镜(15)之间的距离为54cm，第一反射镜(10)与第二反射镜(13)之间距离为51cm，第二反射镜(13)与第二凹面反射镜之间距离为57cm；物光束(18)与参考光束(19)之间夹角为20°。

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