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一种钢结构梁表层缺陷检测工具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构梁表层缺陷检测工具及方法，该工具包括一个基座，基座包括卡装在钢结构梁上滑动装置，所述基座通过无级调速电机对滑座进行驱动，同时，在所述基座上还设置控制器以及检测单元，所述检测单元包括图像检测单元和超声波检测单元，分别用于拾取检测点位置的钢结构梁表面的图像信号以及超声波反射信号，而检测时，顺序选择检测点进行图像检测以及超声波检测，并将检测结果进行对比筛除差异数据后记录并在检测带上检测和表示。本发明能够对金属表面缺陷进行连续采样和测量检测，同时检测成本低、适用性强，检测结果直观。

Description

一种钢结构梁表层缺陷检测工具及方法
技术领域
本发明涉及建筑工程领域中的安全检测技术，具体涉及一种钢结构梁表层缺陷检测工具及方法。
背景技术
随着经济建设进入快速发展阶段，工程结构正向超大化、复杂化方向发展，钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛，各种大型体育场馆、机场、车站、超高层建筑等采用钢结构也越来越多，且采用更高强度等级的高强钢也是建筑钢结构发展的必然趋势。而连接部分在钢结构中占有重要的地位，钢构件的加工制作、拼装形成结构，都必须通过连接来实现。连接的构造和受力都比较复杂，往往成为结构的薄弱环节，而连接的质量则直接影响到结构的安全和使用寿命。
一般来说，作为承重结构，钢梁承受各种复杂的荷载，很容易在其内部形成应力集中区域，造成隐性损伤，而这些伤害会沿钢结构表层缺陷处开始扩散，在无早期预警的情况下这些裂纹会缓慢扩展贯通，以致最后钢梁变形失效。因而，为了提高钢梁的稳定性，有必要在其表层缺陷处进行检测，然后在缺陷处进行加强或者进行结构件的替换，能有效减少相应的风险，另外，在这些钢结构梁使用前进行一次硬度、平面度等多方面的检测，也具有现实效果。但是，现有的检测方法中，只能对某一个检测点进行检测，无法形成一个检测网，覆盖不全面，且检测速度慢，无法进行对比来减小误差，检测精度较低。因此亟需研发一种使用方便、节省时间、能够对钢材进行表层检测的检测方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种钢结构梁表层缺陷检测工具及方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种钢结构梁表层缺陷检测方法，利用特定的检测工具对钢结构梁表面进行图像检测和超声波的波频检测，然后将检测到的图像和超声波信号进行信号转换与放大后，在不同面上沿钢结构梁的方向进行展示并继续检测下一检测点，最终得出不同面上的钢结构梁的表层缺陷图，再对钢结构梁表层缺陷进行技术评价。
一种钢结构梁表层缺陷检测工具，应当包括一个基座，所述基座包括卡装在钢结构梁上的滑动装置，所述基座通过此滑动装置能在钢结构梁上沿钢结构梁方向进行滑移，所述基座通过无级调速电机对滑座进行驱动，同时，在所述基座上还设置控制器以及检测单元，所述检测单元包括图像检测单元和超声波检测单元，分别用于拾取检测点位置的钢结构梁表面的图像信号以及超声波反射信号。
所述图像检测单元包括若干并列设置的若干CCD相机，这些CCD相机的设置宽度与钢结构梁的宽度一致，嵌装在套管结构中，以使CCD相机的检测区域仅限于相机正下方的圆形或者方形区域来减少干扰，且这些CCD相机并在工作状态时与钢结构梁之间留有50～80mm，通过这些CCD相机的成像照片进行组合放大，可以在钢结构梁表面检测裂纹带。
所述超声波检测单元包括超声波发射器以及差动线圈探头，并通过此超声波发射器从垂直向向钢结构梁表面发射一定频率的超声波信号，而差动线圈探头在工作状态时紧贴于钢结构梁表面，超声波信号刺激差动线圈探头，差动线圈探头用于在激励信号的激发下在钢结构梁表面产生涡流，并感应输出与涡流效应相关的感应信号，这种感应信号会在钢结构梁表面裂纹带位置产生干涉影响，进而输出差异信号。
在所述检测单元与控制器之间还设置有信号转换电路以及功率放大电路，图像检测单元上获得的图像信号与超声波检测单元上获得的超声波信号经过信号转换电路转换成可读信号后进行放大，即可在钢结构梁的对应成型图上进行表示。
一种钢结构梁表层缺陷检测方法，其利用钢结构梁表层缺陷检测工具进行钢结构梁表层缺陷检测，其具体操作步骤为：
S1、选择合适尺寸的钢结构梁表层缺陷检测工具，利用滑动装置将基座卡装在钢结构梁上，选取钢结构梁的其中一面作为待检测面，调整超声检测单元以及图像检测单元与钢结构梁待检测面的相对位置。
S2、在钢结构梁的待检测面上选定初始检测位置，启动超声检测单元以及图像检测单元，并分别输出超声检测结果以及图像检测结果，当超声检测结果以及图像检测结果同时表示钢结构梁上存在缺陷时进行记录。
S3、利用基座上无级调速电机移动距离，并按照S2的方法连续输出超声检测结果以及图像检测结果，同时，设置长条形的检测带，并在检测带上按钢结构梁的长度比例，将对应的结果进行记录。
S4、利用基座调整钢结构梁的待检测面，按照S1、S2、S3的步骤顺序进行检测，并记录结果，直至待检测面被检测完全，即在检测带上得到对应的钢结构梁的表面缺陷检测结果。
有益效果：本发明的钢结构梁表层缺陷检测方法利用图像检测手段与超声探测手段的组合进行复合无损检测，其操作简单，能够对金属表面缺陷以较低的采样速度、较直观的检测结果进行检测，同时检测成本低、适用性强，大大地提高了检测的速度以及准确性，以方便相关人员了解钢结构梁表层缺陷，以方便前期加强以及后期维护。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的示意图。
其中：1、基座；2、CCD相机；3、差动线圈探头；4、钢结构梁；5、滑轮；6、橡胶衬块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
参见图1的一种钢结构梁表层缺陷检测工具的较佳实施例，在本实施例中，钢结构梁表层缺陷检测工具用于检测的钢结构梁为工字梁，钢结构梁表层缺陷检测工具包括基座1，该基座1下部设置有滑轮5作为滑动装置，基座1通过滑轮5卡装在钢结构梁4的两侧，并能通过滑轮5使得基座1沿钢结构梁4的方向移动，而滑轮5的运行通过内置于基座1内的无级调速电机来驱动。而在基座1上还设置有图像检测单元和超声波检测单元作为检测单元，在检测单元与控制器之间还设置有信号转换电路以及功率放大电路，图像检测单元上获得的图像信号与超声波检测单元上获得的超声波信号经过信号转换电路转换成可读信号后进行放大。
其中，图像检测单元包括若干并列设置的8个CCD相机2，这些CCD相机2的设置宽度与钢结构梁4的宽度一致，嵌装在套管结构中，以使CCD相机2的检测区域仅限于相机正下方的圆形区域来减少干扰，且这些CCD相机2并在工作状态时与钢结构梁之间留有60mm，通过这些CCD相机2的成像照片进行组合放大，可以在钢结构梁4表面检测裂纹带。超声波检测单元包括超声波发射器以及差动线圈探头3，超声波发射器嵌装在基座1内，用于发射超声波，其发射的超声波从垂直向向钢结构梁4表面移动，而在钢结构梁4的表面还设置有差动线圈探头3，差动线圈探头3在工作状态时紧贴于钢结构梁表面，超声波信号刺激差动线圈探头3，差动线圈探头3用于在激励信号的激发下在钢结构梁4表面产生涡流，并感应输出与涡流效应相关的感应信号，这种感应信号会在钢结构梁表面裂纹带位置产生干涉影响，进而输出差异信号。而为了调整CCD相机2和差动线圈探头3与钢结构梁4的相对位置，在基座1的内侧下部还设置有橡胶衬块6来进行调整和位置限定。
另外，在基座1还设置有控制器来控制设备的连续运行，其运行和检测间隔可通过控制器来设定。
在本实施例中，利用该检测工具对图示结构的工字梁进行钢结构梁表层缺陷检测，且在本实施例中，只需要对作为钢结构梁4的工字梁的上、下两个表面进行检测。检测时，先选择合适尺寸的检测工具，利用检测工具上的滑轮5将基座1卡装在钢结构梁4上，先对钢结构梁4的上表面进行检测，通过橡胶衬块6来使差动线圈探头3紧贴钢结构梁4，并调整CCD相机2在套管结构中的位置，使这些CCD相机2并在工作状态时与钢结构梁之间留有60mm，然后选定初始检测位置，通过控制器启动超声检测单元以及图像检测单元，并分别输出超声检测结果以及图像检测结果，当超声检测结果以及图像检测结果同时表示钢结构梁4上存在缺陷时进行记录，再利用基座1内设置的无级调速电机移动距离，并按照上述方法连续输出超声检测结果以及图像检测结果，同时设置长条形的检测带，并在检测带上按钢结构梁4的长度比例，将对应的结果进行记录。
利用基座1调整钢结构梁4的待检测面至钢结构梁4的下表面，按照上述检测的操作步骤顺序进行检测，并记录结果，在检测带上得到对应的钢结构梁4的表面缺陷检测结果。通过检测带的对应结构即可在钢结构梁的对应比例的成型图上进行表示，即代表钢结构梁4对应位置存在缺陷。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种钢结构梁表层缺陷检测工具，其特征在于，包括一个基座，所述基座包括卡装在钢结构梁上滑动装置，所述基座通过此滑动装置能在钢结构梁上沿钢结构梁方向进行滑移，所述基座通过无级调速电机对滑座进行驱动，同时，在所述基座上还设置控制器以及检测单元，所述检测单元包括图像检测单元和超声波检测单元，分别用于拾取检测点位置的钢结构梁表面的图像信号以及超声波反射信号；
所述图像检测单元包括若干并列设置的若干CCD相机，这些CCD相机的设置宽度与钢结构梁的宽度一致；
所述所述超声波检测单元包括超声波发射器以及差动线圈探头，并通过此超声波发射器从垂直向向钢结构梁表面发射一定频率的超声波信号，而差动线圈探头在工作状态时紧贴于钢结构梁表面。
2.根据权利要求1所述的钢结构梁表层缺陷检测工具，其特征在于，所述CCD相机嵌装在套管结构中以使CCD相机的检测区域仅限于相机正下方的圆形或者方形区域。
3.根据权利要求1所述的钢结构梁表层缺陷检测工具，其特征在于，所述CCD相机在工作状态时与钢结构梁之间留有50～80mm。
4.根据权利要求1所述的钢结构梁表层缺陷检测工具，其特征在于，在所述检测单元与控制器之间还设置有信号转换电路以及功率放大电路。
5.一种钢结构梁表层缺陷检测方法，其特征在于，其利用权利要求1～4中任一一种检测工具对钢结构梁表面进行图像检测和超声波的波频检测，将检测到的图像和超声波信号进行信号转换与放大后，在不同面上沿钢结构梁的方向进行展示并继续检测下一检测点，最终得出不同面上的钢结构梁的表层缺陷图，再对钢结构梁表层缺陷进行技术评价。
6.根据权利要求1所述的钢结构梁表层缺陷检测方法，其特征在于，其具体操作步骤为：
S1、选择合适尺寸的钢结构梁表层缺陷检测工具，利用滑动装置将基座卡装在钢结构梁上，选取钢结构梁的其中一面作为待检测面，调整超声检测单元以及图像检测单元与钢结构梁待检测面的相对位置；
S2、在钢结构梁的待检测面上选定初始检测位置，启动超声检测单元以及图像检测单元，并分别输出超声检测结果以及图像检测结果，当超声检测结果以及图像检测结果同时表示钢结构梁上存在缺陷时进行记录；
S3、利用基座上无级调速电机移动距离，并按照S2的方法连续输出超声检测结果以及图像检测结果，同时，设置长条形的检测带，并在检测带上按钢结构梁的长度比例，将对应的结果进行记录；
S4、利用基座调整钢结构梁的待检测面，按照S1、S2、S3的步骤顺序进行检测，并记录结果，直至待检测面被检测完全，即在检测带上得到对应的钢结构梁的表面缺陷检测结果。
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