CN106872499B - 一种灌浆套筒试件的缺陷检验装置及检验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种灌浆套筒试件的缺陷检验装置及检验方法，所述灌浆套筒试件的缺陷检验装置包括X射线机、灌浆套筒试件、数字影像板、操作平台和计算机，灌浆套筒试件和数字影像板固定在操作平台上，操作平台上设有载物台，载物台可相对所述操作平台进行移动，灌浆套筒试件固定在载物台上，数字影像板和计算机连接，X射线机发出的X射线照射在灌浆套筒试件后在数字影像板上投影成像。本发明的灌浆套筒试件的缺陷检验装置及检验方法，通过对灌浆套筒试件进行位置调整，X射线机对灌浆套筒试件进行照射后由数字影像板得到投影图像文件，再对投影图像文件进行参数分析，即可得到灌浆套筒试件的缺陷宽度和缺陷面积等精确信息。

Description

一种灌浆套筒试件的缺陷检验装置及检验方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，主要涉及一种灌浆套筒试件的缺陷检验装置及检验方法。
背景技术
国务院《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020年)确定了国民经济和社会发展的重点领域，建筑工业化是规划确定的任务之一，是我国建筑行业未来的发展方向，灌浆套筒试件是建筑结构中常用的连接结构，通常包括套筒，内部钢筋，以及用于连接固定套筒和内部钢筋的灌浆，建筑结构在正常使用过程中或地震等突发状况时，灌浆套筒试件将承受拉、压等作用，内部灌浆材料的应力很大，如果灌浆不密实或存在较大缺陷必将严重影响建筑结构的力学性能，产生安全隐患。因此，对灌浆套筒试件的材料密实度进行检测是建筑行业广泛关注并亟待解决的问题。“十三五”国家重点研发计划课题“工业化建筑质量验收方法及标准体系”等项目已开展工业化建筑节点验收的相关研究，以期解决灌浆缺陷的定量识别问题。目前，常用的检测方法是对灌浆套筒试件进行力学性能的检验，检验过程会对灌浆套筒试件造成损坏，而且不能对灌浆套筒试件的缺陷面积和缺陷位置等进行精确计算。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现对缺陷面积和缺陷位置等进行精确计算且能够避免对灌浆套筒试件造成损坏的灌浆套筒试件的缺陷检验装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种可实现对缺陷面积和缺陷位置等进行精确计算且能够避免对灌浆套筒试件造成损坏的灌浆套筒试件的缺陷检验方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、测量灌浆套筒试件的套筒的外径D以及所述套筒内的钢筋的直径Φ；S2、将所述灌浆套筒试件固定在载物台上，所述载物台设在操作平台上，所述载物台可相对所述操作平台进行移动，所述灌浆套筒试件的一侧设置X射线机，所述灌浆套筒试件的另一侧设置数字影像板，所述数字影像板连接计算机；S3、将所述载物台调整至第一位置，测定所述X射线机的射线源与套筒试件轴线的距离H，打开所述X射线机，所述X射线机发射的X射线穿过所述灌浆套筒试件后由所述数字影像板接收，所述数字影像板接收所述X射线进行处理后得到第一张投影图像文件；S4、将所述载物台调整至第二位置从而使所述灌浆套筒试件绕轴线旋转一定角度，得到第二张投影图像文件；S5、对所获得的第一张投影图像文件和第二张投影图像文件进行参数分析，进而计算出所述灌浆套筒试件的缺陷的宽度、长度和面积信息。本发明的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，通过对灌浆套筒试件进行位置调整，经X射线机照射后由数字影像板得到投影成像图像，再对投影成像图像进行参数分析，即可得到灌浆套筒试件的缺陷面积和缺陷位置等精确信息。
所述灌浆套筒试件沿竖直方向固定在所述载物台上，所述载物台可进行水平方向和竖直方向的移动，并可绕灌浆套筒试件轴线进行转动。
所述数字影像板紧贴所述灌浆套筒试件，所述数字影像板与所述X射线机的发射源和所述灌浆套筒试件的中心连线垂直。
所述步骤S4中灌浆套筒试件绕轴线的旋转角度为90°。
所述步骤S5中参数分析的方法为：l＝min(l1,l2)，A＝s×l,其中s为缺陷实际宽度，H为X射线机的射线源与套筒试件轴线的距离，R为灌浆套筒试件的半径，a1为第一位置投影成像缺陷显示宽度，a2为第二位置投影成像缺陷显示宽度，l为缺陷实际长度，l1为第一位置投影成像缺陷显示长度，l2为第二位置投影成像缺陷显示长度，A为缺陷当量面积。
所述灌浆套筒试件上还设有用于测定所述X射线在所述数字影像板上投影成像灵敏度的像质计。
附图说明
图1为本发明的具体实施例一的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的具体实施例一中缺陷宽度的参数分析示意图；
图4为本发明的具体实施例一中缺陷长度的参数分析示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的灌浆套筒试件的缺陷检验装置的具体实施例一，如图1至图4中所示，包括灌浆套筒试件1、载物台2、操作平台3、X射线机4、数字影像板5、像质计6和计算机7，灌浆套筒试件1和数字影像板5固定在操作平台3上，数字影像板5设置在灌浆套筒试件1一侧，数字影像板5连接有计算机7，X射线机4设置在灌浆套筒试件1的另一侧，X射线机4发出X射线对灌浆套筒试件1进行照射，数字影像板5接收穿过灌浆套筒试件1的X射线并通过计算机7得到投影图像文件。
操作平台3上设有载物台2，载物台2可相对操作平台3进行竖直方向和水平方向的移动并可绕灌浆套筒试件轴线进行转动，灌浆套筒试件1通过内部的钢筋垂直固定在载物台2上并随载物台2一起相对操作平台进行运动，通过载物台2的移动可实现灌浆套筒试件1的位置调整，再通过数字影像板5即可得到投影图像文件。
数字影像板5紧贴灌浆套筒试件1安装固定，数字影像板5与X射线机4的发射源和灌浆套筒试件1的中心连线垂直，从而便于对数字影像板5得到的投影图像文件进行参数分析，当然，在本发明的浆套筒试件的缺陷检验装置的其他实施例中，数字影像板5可以和灌浆套筒试件1保持一定的间距，从而避免数字影像板5和灌浆套筒试件1安装固定时发生干涉，另外，数字影像板5与X射线机4的发射源和灌浆套筒试件1的中心线也可根据实际状况设定为其他角度。
像质计6设置在灌浆套筒试件1上，用于测定X射线在数字影像板5上投影成像灵敏度，安装像质计6，可检验X射线投影成像的精准性，从而保证灌浆套筒试件1的缺陷分析的准确性，本实施例中像质计6的型号为10FE16，射线检验技术等级为AB级。
本发明的灌浆套筒试件的缺陷检验方法的具体实施例一，如图1至图4中所示，所涉及的检验装置和上述灌浆套筒试件的缺陷检验装置的具体实施例一中的检验装置一致，包括灌浆套筒试件1、操作平台3、X射线机4、数字影像板5、像质计6和计算机7，灌浆套筒试件1和数字影像板5固定在操作平台3上，数字影像板5设置在灌浆套筒试件1一侧，数字影像板5连接有计算机7，X射线机4设置在灌浆套筒试件1的另一侧，X射线机4发出X射线对灌浆套筒试件1进行照射，数字影像板5接收穿过灌浆套筒试件1的X射线并通过计算机7得到投影图像文件。
数字影像板5紧贴灌浆套筒试件1安装固定，数字影像板5与X射线机4的发射源和灌浆套筒试件1的中心连线垂直，从而便于对数字影像板5得到的投影图像文件进行参数分析，当然，在本发明的浆套筒试件的缺陷检验方法的其他实施例中，数字影像板5可以和灌浆套筒试件1保持一定的间距，从而避免数字影像板5和灌浆套筒试件1安装固定时发生干涉，另外，数字影像板5与X射线机4的发射源和灌浆套筒试件1的中心线也可根据实际状况设定为其他角度。
像质计6设置在灌浆套筒试件1上，用于测定X射线在数字影像板5上投影成像灵敏度，安装像质计6，可检验X射线投影成像的精准性，从而保证灌浆套筒试件1的缺陷分析的准确性，本实施例中像质计6的型号为10FE16，射线检验技术等级为AB级。
本实施例中，为获得较好的投影图像文件，X射线机4的发射源设在灌浆套筒试件1的前方，对准灌浆套筒试件1的中部，与灌浆套筒试件1的轴线的距离H为600～800mm(取750mm为宜)，X射线机的管电压为190～230kV，管电流5mA。
具体的检验步骤如下：
S1、测量灌浆套筒试件1的套筒11的外径D以及套筒11内的钢筋12的直径Φ；
S2、将灌浆套筒试件1通过其内部的钢筋12垂直固定在载物台2上，载物台2设在操作平台3上，载物台2可相对操作平台3进行水平方向和竖直方向的移动并可绕灌浆套筒试件轴线进行转动，灌浆套筒试件1的一侧设置X射线机4，灌浆套筒试件1的另一侧设置数字影像板5，数字影像板5紧贴灌浆套筒试件1设置，数字显像板4与X射线机4的发射源和灌浆套筒试件1的中心连线垂直，数字影像板5连接计算机7；
S3、将载物台2调整至第一位置，测定X射线机4至灌浆套筒试件1的轴线的距离H，打开X射线机4，X射线机4发射的X射线穿过灌浆套筒试件1后由数字影像板5接收，照射时间1～2min，数字影像板5接收X射线进行处理后得到第一张投影图像文件；
S4、将载物台2调整至第二位置从而使灌浆套筒试件1绕轴线旋转90°，打开X射线机4，照射时间1～2min，得到第二张投影图像文件；
S5、对所获得的第一张投影图像文件和第二张投影图像文件进行参数分析，进而计算出所述灌浆套筒试件的缺陷的宽度、长度和面积信息。
S5中参数分析的方法如下：
计算公式如下：
公式1：
公式2：l＝min(l1,l2)
公式3：A＝s×l
上述计算公式中：
H:X射线源与套筒试件轴线的距离；
Φ：连接钢筋直径；
D：灌浆套筒试件1直径；
R：灌浆套筒试件1半径，R＝D/2；
a1：第一位置投影成像缺陷显示区域宽度；
l1：第一位置投影成像缺陷显示区域长度；
a2：第二位置投影成像缺陷显示区域宽度；
l2：第二位置投影成像缺陷显示区域长度；
s：缺陷实际宽度；
l：缺陷实际长度；
A：缺陷当量面积。
上述计算公式中公式1的计算过程如下：
假设缺陷s(AC)的分量为X和Y，如图中所示，AB、BC分别与s的分量y和x无限趋近，所以x和y近似地取为BC和AB的长度，即x＝BC；y＝AB
由相似三角形定理可得(公式等号为近似相等)
同理可得
由上可得出x和y的表达式：
将x和y代入由于Φ/2的值远小于H的值，故可以省去不计，化简最终可得
上述计算公式中公式2的计算过程如下：
由于H的值较大，因此缺陷实际长度l可近似为第一位置投影成像缺陷显示区域长度l1和第二位置投影成像缺陷显示区域长度l2中的较小值。

Claims (6)

1.一种灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、测量灌浆套筒试件的套筒的外径D以及所述套筒内的钢筋的直径Φ；
S2、将所述灌浆套筒试件固定在载物台上，所述载物台设在操作平台上，所述载物台可相对所述操作平台进行移动，所述灌浆套筒试件的一侧设置X射线机，所述灌浆套筒试件的另一侧设置数字影像板，所述数字影像板连接计算机；
S3、将所述载物台调整至第一位置，测定所述X射线机的射线源与套筒试件轴线的距离H，打开所述X射线机，所述X射线机发射的X射线穿过所述灌浆套筒试件后由所述数字影像板接收，所述数字影像板接收所述X射线进行处理后得到第一张投影图像文件；
S4、将所述载物台调整至第二位置从而使所述灌浆套筒试件绕轴线旋转一定角度，得到第二张投影图像文件；
S5、对所获得的第一张投影图像文件和第二张投影图像文件进行参数分析，进而计算出所述灌浆套筒试件的缺陷的宽度、长度和面积信息。
2.根据权利要求1所述的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，所述灌浆套筒试件沿竖直方向固定在所述载物台上，所述载物台可进行水平方向和竖直方向的移动，并可绕所述灌浆套筒试件轴线进行转动。
3.根据权利要求2所述的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，所述数字影像板紧贴所述灌浆套筒试件，所述数字影像板与所述X射线机的发射源和所述灌浆套筒试件的中心连线垂直。
4.根据权利要求3所述的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，所述步骤S4中灌浆套筒试件绕轴线的旋转角度为90°。
5.根据权利要求4所述的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，所述步骤S5中参数分析的方法为：l＝min(l1,l2)，A＝s×l,其中s为缺陷实际宽度，H为X射线机的射线源与套筒试件轴线的距离，R为灌浆套筒试件的半径，a1为第一位置投影成像缺陷显示宽度，a2为第二位置投影成像缺陷显示宽度，l为缺陷实际长度，l1为第一位置投影成像缺陷显示长度，l2为第二位置投影成像缺陷显示长度，A为缺陷当量面积。
6.根据权利要求1所述的灌浆套筒试件的缺陷检验方法，其特征在于，所述灌浆套筒试件上还设有用于测定所述X射线在所述数字影像板上投影成像灵敏度的像质计。
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