CN107290220B - 一种便携式钢材强度检测印痕仪及其测试方法 - Google Patents

一种便携式钢材强度检测印痕仪及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式钢材强度检测印痕仪及其测试方法，其中，便携式钢材强度检测印痕仪包括：固定连接的上反力架和下反力架，所述上反力架和下反力架的一个相对的侧面上分别设置有承压板和千斤顶，所述千斤顶上安装有一球形压头，所述千斤顶与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连；所述承压板与球形压头之间间距可调；所述承压板与球形压头之间设置有待测钢板，所述球形压头用于当检测待测钢板的强度时，由千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度‑球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。

Description

一种便携式钢材强度检测印痕仪及其测试方法
技术领域
本发明属于钢材强度测试领域，尤其涉及一种便携式钢材强度检测印痕仪及其测试方法。
背景技术
钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。钢材强度是钢材的重要特征之一，且对工程结构安全性非常重要。
在实际工程中，常会发生资料缺失的情况，导致无法确定工程中钢材的强度。而且目前钢材强度检测通常为取样后进行破坏性检验，这将对工程结构造成一定的损伤，在既有工程中有一定的困难。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明实施例第一方面提供了一种便携式钢材强度检测印痕仪，其结构简单，能够准确测量出钢材强度。
本发明实施例第一方面提供的一种便携式钢材强度检测印痕仪，包括：
固定连接的上反力架和下反力架，所述上反力架和下反力架的一个相对的侧面上分别设置有承压板和千斤顶，所述千斤顶上安装有一球形压头，所述千斤顶与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连；所述承压板与球形压头之间间距可调；
所述承压板与球形压头之间设置有待测钢板，所述球形压头用于当检测待测钢板的强度时，由千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述上反力架和下反力架通过销栓方式固定连接，进而可调节承压板与球形压头之间的间距。
需要说明的是，上反力架和下反力架之间除了销栓方式固定连接之外，还可以采用其他固定连接方式来调节承压板与球形压头之间的间距。
结合本发明实施例的第一方面的第一种实施方式中，所述上反力架和下反力架两者卡设在一起，且上反力架和下反力架上均设置有若干个调节用栓孔，通过调节销栓在调节用栓孔内的位置，进而可调节承压板与球形压头之间的间距。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第二种实施方式中，所述驱动机构为液压机构，所述液压机构包括油缸，所述油缸内设置有活塞，所述活塞与千斤顶相连，所述油缸与油泵相连。
在该实施方式中，利用油缸内的活塞来驱动千斤顶工作，进而带动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷。
结合本发明实施例的第一方面的第二种实施方式中，所述油缸还与油压检测传感器相连，所述油压检测传感器与控制器相连。
在该实施方式中，油压检测传感器用来实时检测油缸内的油压，避免液压机构由于油压过大而出现故障，影响整个印痕仪的工作效率。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第三种实施方式中，所述驱动机构为电机机构。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第四种实施方式中，所述控制器还与图像采集装置相连，所述图像采集装置用于采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径。
在该实施例中，图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，在控制器内即可得到球冠形凹陷直径，实现了球冠形凹陷直径测量的自动化并且保证了球冠形凹陷直径的准确性。
其中，图像采集装置可以为摄像头或图像扫描仪器。
结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第五种实施方式中，所述控制器还与显示器相连。
本发明实施例第二方面提供了一种便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，其根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，准确得到待测钢板的强度。
本发明实施例第二方面提供的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，包括：
步骤1：将待测钢板设置于承压板与球形压头之间，并调整承压板与球形压头之间的间距；
步骤2：利用千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，再根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。
进一步地，该方法包括：
将预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线预先存储至控制器内；
图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径；
控制器根据球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，输出待测钢板的强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明利用承压板与球形压头之间间距可调来测试不同厚度的钢板，而且在检测的过程中，启动千斤顶，利用球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，准确得到待测钢板的强度。
(2)本发明还可采用图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，在控制器内即可得到球冠形凹陷直径，实现了球冠形凹陷直径测量的自动化并且保证了球冠形凹陷直径的准确性。
(3)本发明的便携式钢材强度检测印痕仪在钢板上得到的球冠形凹陷，若不在球冠形凹陷破坏，那么球冠形凹陷均对钢材强度无影响。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的一种便携式钢材强度检测印痕仪结构示意图；
图2(a)是承压板与球形压头之间间距调节实施例一；
图2(b)是承压板与球形压头之间间距调节实施例二；
图3是钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线图；
图4是本发明的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法流程图。
其中，1、上反力架；2、下反力架；3、千斤顶；4、承压板；5、球形压头；6、驱动机构；7、待测钢板；8、调节用栓孔；9、销栓。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明实施例提供的一种便携式钢材强度检测印痕仪，如图1所示，包括：
固定连接的上反力架1和下反力架2，所述上反力架1和下反力架2的一个相对的侧面上分别设置有承压板4和千斤顶3，所述千斤顶3上安装有一球形压头5，所述千斤顶3与驱动机构6相连，所述驱动机构6与控制器相连；所述承压板4与球形压头5之间间距可调；
所述承压板4与球形压头5之间设置有待测钢板7，所述球形压头5用于当检测待测钢板的强度时，由千斤顶3驱动球形压头5在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。
在具体实施方式中，所述上反力架1和下反力架2通过销栓方式固定连接，进而可调节承压板与球形压头之间的间距。
需要说明的是，上反力架和下反力架之间除了销栓方式固定连接之外，还可以采用其他固定连接方式来调节承压板4与球形压头5之间的间距。
具体地，如图2(a)和图2(b)所示，所述上反力架1和下反力架2两者卡设在一起，且上反力架1和下反力架2均设置有若干个调节用栓孔8，通过调节销栓9在调节用栓孔内的位置，进而可调节承压板4与球形压头5之间的间距。
在具体实施方式中，所述驱动机构为液压机构，所述液压机构包括油缸，所述油缸内设置有活塞，所述活塞与千斤顶相连，所述油缸与油泵相连。
在该实施方式中，利用油缸内的活塞来驱动千斤顶工作，进而带动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷。
具体地，所述油缸还与油压检测传感器相连，所述油压检测传感器与控制器相连。
在该实施方式中，油压检测传感器用来实时检测油缸内的油压，避免液压机构由于油压过大而出现故障，影响整个印痕仪的工作效率。
在其他实施方式中，所述驱动机构为电机机构。
在另一实施例中，所述控制器还与图像采集装置相连，所述图像采集装置用于采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径。
在该实施例中，图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，在控制器内即可得到球冠形凹陷直径，实现了球冠形凹陷直径测量的自动化并且保证了球冠形凹陷直径的准确性。
其中，图像采集装置可以为摄像头或图像扫描仪器。
在另一实施例中，所述控制器还与显示器相连。
本发明实施例提供的便携式钢材强度检测印痕仪的工作原理为：
测试时调整好栓孔并用销栓固定，将钢板置于球形压头与承压板之间，启动千斤顶，用一定时间将压力平稳增至一定压力，持荷一段时间，然后缓慢卸荷。此时球形压头在钢板上压出一个球冠形凹陷，量取此球冠形凹陷的直径，根据事先设定的钢材强度-球冠形凹陷直径的关系曲线来推定出钢材强度。
fu＝Aud2+Bud+Cu
fy＝Ayd2+Byd+Cy
式中：
fu——钢材抗拉强度；
fy——钢材屈服强度；
d——球冠形凹陷直径；
Au、Bu、Cu、Ay、By、Cy分别为已知系数，由试验结果得出。
其中，钢材强度-球冠形凹陷直径的关系曲线，如图3所示。
本发明利用承压板与球形压头之间间距可调来测试不同厚度的钢板，而且在检测的过程中，启动千斤顶，利用球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，准确得到待测钢板的强度。
本发明还可采用图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，在控制器内即可得到球冠形凹陷直径，实现了球冠形凹陷直径测量的自动化并且保证了球冠形凹陷直径的准确性。
本发明的便携式钢材强度检测印痕仪在钢板上得到的球冠形凹陷，若不在球冠形凹陷破坏，那么球冠形凹陷均对钢材强度无影响。
本发明实施例还提供了一种便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，其根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，准确得到待测钢板的强度。
图4是本发明的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法流程图。
如图4所示，本发明的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，包括：
步骤1：将待测钢板设置于承压板与球形压头之间，并调整承压板与球形压头之间的间距；
步骤2：利用千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，再根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。
进一步地，该方法包括：
将预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线预先存储至控制器内；
图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径；
控制器根据球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，输出待测钢板的强度。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种便携式钢材强度检测印痕仪，其特征在于，包括：
固定连接的上反力架和下反力架，所述上反力架和下反力架的一个相对的侧面上分别设置有承压板和千斤顶，所述千斤顶上安装有一球形压头，所述千斤顶与驱动机构相连，所述驱动机构与控制器相连；所述承压板与球形压头之间间距可调；
所述承压板与球形压头之间设置有待测钢板，所述球形压头用于当检测待测钢板的强度时，由千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，进而根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度；
所述控制器还与图像采集装置相连，所述图像采集装置用于采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径；
所述控制器用于储存预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线；
所述钢材强度-球冠形凹陷直径的关系曲线为：
fu＝Aud2+Bud+Cu
fy＝Ayd2+Byd+Cy
式中：
fu——钢材抗拉强度；
fy——钢材屈服强度；
d——球冠形凹陷直径；
Au、Bu、Cu、Ay、By、Cy分别为已知系数，由试验结果得出；
所述上反力架和下反力架通过销栓方式固定连接，进而可调节承压板与球形压头之间的间距；
所述驱动机构为液压机构，所述液压机构包括油缸，所述油缸内设置有活塞，所述活塞与千斤顶相连，所述油缸与油泵相连。
2.如权利要求1所述的一种便携式钢材强度检测印痕仪，其特征在于，所述上反力架和下反力架两者卡设在一起，且上反力架和下反力架上均设置有若干个调节用栓孔，通过调节销栓在调节用栓孔内的位置，进而可调节承压板与球形压头之间的间距。
3.如权利要求1所述的一种便携式钢材强度检测印痕仪，其特征在于，所述油缸还与油压检测传感器相连，所述油压检测传感器与控制器相连。
4.如权利要求1所述的一种便携式钢材强度检测印痕仪，其特征在于，所述驱动机构为电机机构。
5.如权利要求1所述的一种便携式钢材强度检测印痕仪，其特征在于，所述控制器还与显示器相连。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，其特征在于，包括：
步骤1：将待测钢板设置于承压板与球形压头之间，并调整承压板与球形压头之间的间距；
步骤2：利用千斤顶驱动球形压头在待测钢板上压出一个球冠形凹陷，再根据测量的球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，得到待测钢板的强度。
7.如权利要求6所述的便携式钢材强度检测印痕仪的测试方法，其特征在于，该方法包括：
将预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线预先存储至控制器内；
图像采集装置采集球冠形凹陷图像并传送至控制器，进而得到球冠形凹陷直径；
控制器根据球冠形凹陷直径以及预设的钢材强度-球冠形凹陷直径关系曲线，输出待测钢板的强度。
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