CN106323782A - 气动回弹仪 - Google Patents

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张旻
姚运士
董婧
何薇
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Abstract

本发明属于土木工程无损测量设备技术领域，具体涉及一种气动回弹仪，包括壳体，以及设置在壳体下部的启动装置；所述壳体内前端设置有可伸出壳体的弹击杆，所述弹击杆通过弹击杆缩放弹簧与推杆连接，推杆的另一端与弹击锤接触；所述壳体内后端设置有压缩气室，所述压缩气室与高压密闭气舱相连，高压密闭气舱的气体出口与弹击锤相邻；所述弹击锤前端设置有轴肩，轴肩与启动装置接触；所述壳体上部还设置有读数装置；该回弹仪结构简单、使用寿命长、能够长期重复利用，并且具有较高的测量精度。

Description

气动回弹仪
技术领域
本发明属于土木工程领域中混凝土抗压强度无损测量设备技术领域，具体涉及一种气动回弹仪。
背景技术
在对已有土木建筑工程项目的检测中，结构的混凝土抗压强度检测是一项非常重要的检测项目，一般采用无损检测方法。回弹仪是建筑混凝土结构无损检测使用的最重要的仪器设备，主要用于硬化后混凝土抗压强度的无损检测。回弹仪具有操作简单，携带方便的特点，特别适合于现场检测。尽管长期以来国内外对发展起来的一些新测试技术进行了深入而广泛的研究，先后研制了一系列用于混凝土非破损检测的仪器，但回弹仪仍始终保持着它在混凝土非破损检测领域内的主导地位。
现有的回弹仪主要利用金属弹簧作为动力和回弹测量机构。在长期使用后，回弹测量机构会出现比较明显的弹簧应力松弛问题，会造成弹性系数降低，影响测量精度；并且弹簧的应力重复性较低等问题也决定了其使用寿命较短和精度较差。同时，现有的回弹仪还有结构复杂，重量较大、不方便维修等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种气动回弹仪，该回弹仪结构简单、使用寿命长、能够长期重复利用，并且具有较高的测量精度。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种气动回弹仪，包括壳体，以及设置在壳体下部的启动装置；所述壳体内前端设置有可伸出壳体的弹击杆，所述弹击杆通过弹击杆缩放弹簧与推杆连接，推杆的另一端与弹击锤接触；所述壳体内后端设置有压缩气室，所 述压缩气室与高压密闭气舱相连，高压密闭气舱的气体出口与弹击锤相邻；所述弹击锤前端设置有轴肩，轴肩与启动装置接触；所述壳体上部还设置有读数装置。
进一步的，所述读数装置包括设置在壳体上的带有指针块的刻度尺，所述指针块下方活动连接有指针片，所述指针片设置在弹击锤上方，所述指针片竖直方向投影的长度大于弹击锤与壳体间的距离。
进一步的，所述推杆前端设置有定位卡扣，壳体内前部设置有与定位卡扣相配合的定位卡槽。
进一步的，所述壳体内弹击锤前方设置有挡板，所述推杆穿过挡板与弹击锤接触，推杆上设置有推杆缩放弹簧，所述推杆缩放弹簧的一端固定在挡板上。
进一步的，所述气室通过单向阀连接设置有充气阀的储气罐；所述储气罐设置在气室下方。
进一步的，所述气室设置有溢流阀，并连接有压力表。
进一步的，所述弹击杆内部为中空结构，尾部设置有开口，所述弹击杆缩放弹簧前端固定在弹击杆内。
进一步的，所述壳体为手枪形状，所述启动装置为扳机。
进一步的，所述弹击杆、推杆和弹击锤同轴设置。
进一步的，所述气室与高压密闭气舱之间设置有密封圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：通过在壳体内依次设置弹击杆、推杆和弹击锤，并在弹击锤后方设置有气室，利用气室的气体出口喷出的压缩空气推动弹击锤进行测量，并在壳体上设置读数装置进行读数实现强度检测。本装置以压缩空气为动力源，以高压密闭气舱中的压缩空气代替传统回弹仪的压簧，作为弹击锤的冲击动力源，以同一高压密闭气舱的压缩空气代替传统回弹仪的拉簧，作为回弹值检测机构，重复利用率高， 有效延长使用寿命，有效解决传统回弹仪寿命短、重复利用率低、容易松弛等缺陷。
进一步的，通过设置定位卡扣和定位卡槽，测量过程中推杆不会与弹击锤一同向右运动，能有效防止推杆击打弹击锤，保证测量的准确性。
进一步的，通过在气室上设置溢流阀，保证气室内压力在设定范围内。
进一步的，通过设置压力表，方便读取气室内压力参数。
进一步的，通过设置壳体为手枪的形状，并将各部件设置在壳体内部，方便携带和使用。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
其中：1为弹击杆；2为弹击杆缩放弹簧；3为定位卡槽；4为定位卡扣；5为推杆；6为刻度尺；7为指针片；8为指针块；9为指针回位杆；10为弹击锤；11为压力表；12为溢流阀；13为气室；14为单向阀；15为储气罐；16为充气阀；17为密封圈；18为启动装置；19为壳体；20为推杆缩放弹簧；21为高压密闭气舱；22为轴肩；23为挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
参见图1，本发明提供的气体回弹仪包括：壳体19，以及设置在壳体19下部的启动装置18；所述壳体19采用手枪形状，启动装置18为扳机。
壳体19内前端设置有可伸出壳体19的弹击杆1，所述弹击杆1通过弹击杆缩放弹簧2与推杆5连接，推杆5的另一端与弹击锤10接触；弹击杆1、推杆5和弹击锤10同轴设置。所述弹击杆1内部为中空结构，尾部设置有开口，所述弹击杆缩放弹簧2前端固定在弹击杆1内。在壳体19内中部位置，弹击锤10前方设置有挡板23，推杆5穿过挡板23与弹击锤10接触，推杆5上设置有推杆缩放弹簧20，所述推杆缩放弹簧20的一端固定在挡板上。所 述推杆5前端设置有定位卡扣4，壳体19内前部设置有与定位卡扣4相配合的定位卡槽3。
壳体19内后端设置有压缩气室13，所述压缩气室13与高压密闭气舱21相连，高压密闭气舱21的气体出口与弹击锤10相邻；气室13通过单向阀14连接设置有充气阀16的储气罐15；所述储气罐15设置在气室13下方，在壳体19的手柄处。气室13与高压密闭气舱21之间设置有密封圈17。所述气室13连接有压力表11，气室13设置有溢流阀12。
所述弹击锤10前端设置有轴肩22，轴肩22与启动装置18接触；所述壳体19上部还设置有读数装置。读数装置包括设置在壳体19上的带有指针块8的刻度尺6，指针块8能够沿刻度尺滑动，所述指针块8下方活动连接有指针片7，所述指针片7设置在弹击锤10上方，所述指针片7竖直方向投影的长度大于弹击锤10与壳体19间的距离。
工作原理：测量前将弹击杆1垂直接触被测平面，操作人员将回弹仪压向被测平面，使弹击杆缩放弹簧2处于压缩状态，弹击杆1在力的作用下会部分缩进回弹仪，在缩放弹簧2的作用下带动推杆5向右横向移动，推动弹击锤10移动至指定的击发位置同时被扳机18定位。向气室13内充入一定量的气体，使得气室13内的气压为设定值P0，气体的体积为V0。测量时扣动扳机18，使弹击锤10在气体压力作用下推着推杆5沿着回弹仪筒体移动，在运动至某一位置时，弹击锤10会与指针片7相接触，并且弹击锤10带动指针片7使得指针块8回到零位，此时指针块8被限位而停止运动，之后指针片7与壳体19的角度在弹击锤推力作用下会自动调整，所以继续运动的弹击锤10会越过回弹仪指针片7继续向左运动，当弹击锤10接触到弹击杆1后，弹击锤10在力的作用下会反弹，在弹击锤10反向运动时指针片7会卡在其右侧的轴肩与其一起运动。同时，在弹击锤10接触弹击杆1时位于推杆5末端的定位卡扣4刚好运动到定位卡槽里，将推杆5固定住，这样推杆就 不会与弹击锤一起向右运动，能防止它给弹击锤一个向右推力，进而影响测量的准确性。这样一来，通过读取指针块8在刻度尺6上的读数来获取该被测平面的回弹值。弹击锤自右向左运动过程中，气室13的体积V逐渐增大，气压P逐渐减小，在弹击锤10与推杆5接触瞬间气室13的压强变为P1，体积变为V1，并且与初始状态相比P1V1＝P0V0。
完成一次测量后使弹击杆1离开被测平面，处于压缩状态的弹击杆缩放弹簧2自动回到平衡位置，同时带动弹击杆1向左侧运动，在运动到设定位置时定位卡扣4凸出部分会受到回弹仪壳体19的挤压，使其脱离定位卡槽3，推杆5在缩放弹簧2的推力下又伸出弹击杆1。完成一次测量的弹击锤10停留在指针片7的左侧，进行下一次测量时，在推杆5带动弹击锤10向右运动过程中指针片7会随弹击锤10向右运动，在该过程中，气室13的体积V逐渐减小，气压P逐渐增大。当指针片7接触到指针回位杆9后在回位杆推力的作用下，其与回弹仪壳体19的夹角会减小，因此继续运动的弹击锤10会运动到指针片7的右侧，当弹击锤10再一次被扳机18定位后，气室13的体积又变回V0，气压又变回P0，为下一次测量做好准备。
图中压力表11是用来实时监测气室压力，溢流阀12是为了排出气室内的多余气体，使得弹击锤10释放前气室13的气压不超过设定值。储气罐15用于向气室13补气，它的内部气压应高于气室13设定的气压；若气室13有气体泄漏时可以自动向气室13补气。当气压不够时，还可以通过充气阀16向气室13充气。
气动无损回弹仪的基本理论计算方法：
理想气体状态方程：
PV＝nRT ②
式中，n是物质的量，R是普通常数，T是热力学温度。
波义耳定律：当n一定，T一定时，就得到波义耳定律，
V＝K/P
式中，V为气体体积，P为压强，K为常数。
设密闭气室横截面积为A，初始高度为h1，最终高度为h2，体积为：，V1＝Ah1V2＝Ah2
设密闭气室初始压强为P1，最终压强为P2，
所以，由式②得：
由式①得：
由式③得：即T1P2Ah2＝T2P1Ah1
所以，
由回弹高度，即压缩空气体积变化与压强的关系，确定混凝土的硬度和强度。

Claims (10)

1.一种气动回弹仪，其特征在于，包括壳体(19)，以及设置在壳体(19)下部的启动装置(18)；所述壳体(19)内前端设置有可伸出壳体(19)的弹击杆(1)，所述弹击杆(1)通过弹击杆缩放弹簧(2)与推杆(5)连接，推杆(5)的另一端与弹击锤(10)接触；所述壳体(19)内后端设置有压缩气室(13)，所述压缩气室(13)与高压密闭气舱(21)相连，高压密闭气舱(21)的气体出口与弹击锤(10)相邻；所述弹击锤(10)前端设置有轴肩(22)，轴肩(22)与启动装置(18)接触；所述壳体(19)上部还设置有读数装置。
2.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述读数装置包括设置在壳体(19)上的带有指针块(8)的刻度尺(6)，所述指针块(8)下方活动连接有指针片(7)，所述指针片(7)设置在弹击锤(10)上方，所述指针片(7)竖直方向投影的长度大于弹击锤(10)与壳体(19)间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述推杆(5)前端设置有定位卡扣(4)，壳体(19)内前部设置有与定位卡扣(4)相配合的定位卡槽(3)。
4.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述壳体(19)内弹击锤(10)前方设置有挡板(23)，所述推杆(5)穿过挡板(23)与弹击锤(10)接触，推杆(5)上设置有推杆缩放弹簧(20)，所述推杆缩放弹簧(20)的一端固定在挡板(23)上。
5.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述气室(13)通过单向阀(14)连接设置有充气阀(16)的储气罐(15)；所述储气罐(15)设置在气室(13)下方。
6.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述气室(13)设置有溢流阀(12)，并连接有压力表(11)。
7.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述弹击杆(1)内部为中空结构，尾部设置有开口，所述弹击杆缩放弹簧(2)前端固定在弹击杆(1)内。
8.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述壳体(19)为手枪形状，所述启动装置(18)为扳机。
9.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述弹击杆(1)、推杆(5)和弹击锤(10)同轴设置。
10.根据权利要求1所述的一种气动回弹仪，其特征在于，所述气室(13)与高压密闭气舱之间设置有密封圈(17)。
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