CN110568066B - 相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其技术方案要点是，包括相控阵超声波检测探头，还包括套设在支撑柱外的操作环以及支撑环，操作环设置在支撑环上方；相控阵超声波检测探头以操作环轴线为转动中心转动设置在操作环上，操作环与支撑环之间设有驱动操作环与支撑环互相靠近以及远离的驱动件，操作环与支撑环上还设有限制操作环与支撑环向下滑动的限位件。使用时，限位件可以起到限位作用，操作环与支撑环只能顺着支撑柱向上滑动，驱动件驱动操作环与支撑环做周期性的靠近以及远离动作，即可实现操作环的间歇性向上滑动，进而实现相控阵超声波检测探头在竖直高度上位置的调节，从而实现支撑柱内钢筋的全方位检测。

Description

相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置

技术领域

本发明涉及的建筑检测设备技术领域，尤其是涉及一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置。

背景技术

随着经济的高速发展，我国基建工程大规模开展，在此过程中钢筋混凝土结构大量应用于当前的桥梁、隧道及大楼建设等工程领域，其质量可靠性直接关系着整个过程的可靠性和使用寿命，因此钢筋混凝土结构施工完成后在投入使用前必须进行质量检测。

公布号为CN108872387A的发明提供了一种超声相控阵检测成像系统，检测时，主控模块的检测控制信息转换为电脉冲控制信号，控制收发电路的发射电路，进而控制超声阵列探头激发相应声束到被检对象；超声波束遇到对象内部缺陷被反射，经由接收电路进行检测回波信号的采集后，对采集的检测回波信号进行处理后得到检测回波数据，并将检测回波数据回传给主控模块；进而检出缺陷部位，保证检测速度与精度。

但是在实际检测时，当对一些混凝土支撑柱进行检测时，由于支撑柱高度较高，想要将相控阵超声探头运送到支撑柱上的任意位置对支撑柱内的钢筋锈蚀情况进行检测就十分不方便；如果只是将相控阵超声探头放置在地面上，虽然也能实现检测，但是由于支撑柱高处距离相控阵超声探头较远，声波传递会存在损耗，容易导致最终成像效果不清晰。

发明内容

本发明的目的是提供一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，可以灵活变换相控阵超声探头在支撑柱上的位置，对支撑柱各处的钢筋锈蚀情况进行检测。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，包括相控阵超声波检测探头，还包括套设在支撑柱外的操作环以及支撑环，所述操作环设置在支撑环上方；所述相控阵超声波检测探头以操作环轴线为转动中心转动设置在操作环上，所述操作环与支撑环之间设有驱动操作环与支撑环互相靠近以及远离的驱动件，所述操作环与支撑环上还设有限制操作环与支撑环向下滑动的限位件。

通过采用上述技术方案，使用时，限位件可以起到限位作用，操作环与支撑环只能顺着支撑柱向上滑动，驱动件驱动操作环与支撑环做周期性的靠近以及远离动作，当驱动件驱动操作环与支撑环互相靠近时，由于限位件的限制，此时只能是支撑环向上滑动，当驱动件驱动操作环与支撑环互相远离时，由于限位件的限制，此时只能是操作环向上滑动，这样即可实现操作环的间歇性向上滑动，进而实现相控阵超声波检测探头在竖直高度上位置的调节，从而实现支撑柱各个位置的检测。

本发明进一步设置为：所述操作环顶面设有环形的滑槽，所述滑槽的中心线与操作环的中心线同轴设置，所述滑槽内滑移设有滑块，所述相控阵超声波检测探头固定在滑块上，所述操作环外周面上固定有第一外齿圈，所述滑块上固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有与第一外齿圈啮合的第一齿轮。

通过采用上述技术方案，驱动电机驱动第一齿轮转动，通过第一齿轮与第一外齿圈，从而实现滑块在滑槽内的滑动，滑块可以围绕支撑柱转动，进而实现相控阵超声波检测探头在水平方向的驱动。

本发明进一步设置为：所述驱动件包括沿竖直方向设置的螺杆，所述螺杆一端与操作环转动连接，另一端与支撑环螺纹连接，所述螺杆至少为两根，对称设置在支撑柱的两侧。

通过采用上述技术方案，正反转动螺杆，因为螺杆一端与操作环是转动连接的，另一端是与支撑环螺纹连接的，因此通过螺纹传动，即可实现操作环以及驱动环的互相靠近以及远离。

本发明进一步设置为：所述滑块上连接有与操作环同轴设置的驱动环，所述驱动环的底面上与驱动环同轴设有内齿圈以及第二外齿圈，所述螺杆端部固定有与内齿圈或第二外齿圈啮合的第二齿轮，所述螺杆的两端沿操作环径向分别与操作环以及支撑环滑移连接。

通过采用上述技术方案，当第二齿轮与内齿圈啮合时，螺杆正转，当第二齿轮与外齿圈啮合时，螺杆反转，螺杆的两端沿操作环径向分别与操作环以及支撑环滑移连接，滑动螺杆，切换第二齿轮的啮合对象，由于内啮合与外啮合的传动方向是相反的，这样即可实现螺杆的正转以及反转。

本发明进一步设置为：所述操作环以及支撑环上沿操作环径向滑移设有用于安装螺杆的滑座，所述操作环以及支撑环上设有用于驱动滑座滑动从而切换第二齿轮的啮合对象的电磁铁。

通过采用上述技术方案，工作时，电磁铁为两个，分别设置在条形槽的两端，两个电磁铁分别通电，电磁铁可以产生磁吸力，驱动滑座在条形槽内滑动，从而改变螺杆上的第二齿轮的啮合位置。

本发明进一步设置为：所述操作环以及支撑环由两个半圆形环体组成，所述环体上设有将两个环体固定在一起的固定件。

通过采用上述技术方案，将操作环以及支撑环设置成分体的，可以方便将操作环与支撑环安装到支撑柱外部，随后在通过固定件将环体固定，即可形成操作环以及支撑环。

本发明进一步设置为：所述限位件包括转动设置在操作环以及支撑环内圈上的卡块，所述操作环以及支撑环上位于卡块转轴下方设有驱动卡块向外转动后与支撑柱抵接的弹性件。

通过采用上述技术方案，卡块在弹性件的作用下，可以形成类似棘齿的结构，阻止操作环以及支撑环下滑，对操作环以及支撑环起到限位作用。

本发明进一步设置为：所述固定件包括设置在操作环或支撑环底部的固定环，所述固定环与操作环或支撑环通过螺栓固定连接。

通过采用上述技术方案，在固定时，每个固定环的两端均与不同环体固定通过设置固定环，通过固定环即可实现环体的固定，完成操作环以及支撑环的组装。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.可以实现支撑柱内的钢筋的全方位检测，检测全面；

2.仅需要一个驱动电机可以同时带动相控阵超声波检测探头做圆周以及竖直运动，简化了结构，降低能耗。

附图说明

图1是本发明的检测状态示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明的竖直方向剖视图。

图4是图3中A部放大图。

图5是驱动环底面结构示意图。

图6是本发明的操作环剖视图。

图中，1、操作环；11、滑槽；12、滑块；13、第一外齿圈；2、支撑环3、相控阵超声波检测探头；4、支撑柱；5、驱动电机；51、第一齿轮；6、滑座；61、螺杆；611、第二齿轮；7、驱动环；71、第二外齿圈；72、内齿圈；8、条形槽；81、电磁铁；9、固定环；10、卡块；101、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，包括相控阵超声波检测探头3，相控阵超声波检测探头3连接主控模块，可以将相控阵超声波检测探头3检测到的数据进行处理，得出支撑柱4内的钢筋的外形图像，通过观察钢筋的外形是否出现形变，从而判断钢筋是否出现锈蚀。

参照图2以及图3，为了方便实现相控阵超声波检测探头3的位置的调整，在支撑柱4外套设有操作环1以及支撑环2，操作环1以及支撑环2均呈环形设置，操作环1设置在支撑环2上方，相控阵超声波检测探头3相对支撑柱4转动设置在操作环1上，其转动中心与操作环1的中心重合，这样可以实现相控阵超声波检测探头3在同一水平面内的位置的变换，对处于同一高度的支撑柱4可以进行全面检测。在操作环1与支撑环2之间还设有驱动操作环1与支撑环2互相靠近以及远离的驱动件，操作环1与支撑环2上还设有限制操作环1与支撑环2向下滑动的限位件。使用时，限位件可以起到限位作用，操作环1与支撑环2只能顺着支撑柱4向上滑动，驱动件驱动操作环1与支撑环2做周期性的靠近以及远离动作，当驱动件驱动操作环1与支撑环2互相靠近时，由于限位件的限制，此时只能是支撑环2向上滑动，当驱动件驱动操作环1与支撑环2互相远离时，由于限位件的限制，此时只能是操作环1向上滑动，这样即可实现操作环1的间歇性向上滑动，进而实现相控阵超声波检测探头3在竖直高度上位置的调节，从而实现支撑柱4各个位置的检测。

参照图3以及图4，为实现相控阵超声波检测探头3的安装，在操作环1的顶面上设有呈环形设置的滑槽11，滑槽11的中心线与操作环1的中心线同轴设置，在滑槽11内滑移连接有滑块12，相控阵超声波检测探头3与滑块12固定，在操作环1的外周面上固定有第一外齿圈13，第一外齿圈13的轴线与操作环1的轴线重合，在滑块12上固定有驱动电机5，驱动电机5的输出轴连接有与第一外齿圈13啮合的第一齿轮51，驱动电机5驱动第一齿轮51转动，从而实现滑块12在滑槽11内的滑动，实现相控阵超声波检测探头3在水平方向的驱动。

参照图3以及图4，为了实现操作环1以及支撑环2的互相靠近以及远离，驱动件包括沿竖直方向设置的螺杆61，螺杆61一端与操作环1转动连接，另一端与支撑环2螺纹连接，螺杆61至少为两根，对称设置在支撑柱4的两侧，正反转动螺杆61，通过螺纹传动，即可实现操作环1以及支撑环2的互相靠近以及远离。

参照图4以及图5，为实现螺杆61的正反转的驱动，在滑块12上连接有驱动环7，驱动环7呈水平设置，驱动环7与操作环1同轴设置，驱动环7的底面上与驱动环7同轴设有内齿圈72以及第二外齿圈71，当滑块12在滑槽11内转动时，可以带动驱动环7以操作环1中心为轴线转动，进而带动内齿圈72以及第二外齿圈71滑动。在螺杆61的端部固定有与内齿圈72或者第二外齿圈71啮合的第二齿轮611，第二齿轮611与内齿圈72或第二外齿圈71单独啮合，当第二齿轮611与内齿圈72啮合时，螺杆61正转，当第二齿轮611与第二外齿圈71啮合时，螺杆61反转，螺杆61的两端沿操作环1径向分别与操作环1以及支撑环2滑移连接，滑动螺杆61，切换第二齿轮611的啮合对象，由于内啮合与外啮合的传动方向是相反的，这样即可实现螺杆61的正转以及反转。

参照图4以及图6，为了实现螺杆61在操作环1上的滑动，在操作环1以及支撑环2上沿操作环1径向设有条形槽8，条形槽8分别贯穿操作环1以及支撑环2，在条形槽8内滑移设有用于安装螺杆61的滑座6，螺杆61与操作环1上的滑座6转动连接，螺杆61与支撑环2上的滑座6螺纹连接，操作环1以及支撑环2上设有用于驱动滑座6滑动的电磁铁81，电磁铁81为两个，分别设置在条形槽8的两端，两个电磁铁81分别通电，电磁铁81可以产生磁吸力，驱动滑座6在条形槽8内滑动，从而改变螺杆61上的第二齿轮611的啮合位置。

参照图3以及图6，为了方便实现支撑环2以及操作环1的安装，支撑环2以及操作环1均由两个对称设置的环体组成，环体呈半圆形，环体上设有将两个环体固定在一起的固定件，将操作环1以及支撑环2设置成分体的，可以方便将操作环1与支撑环2安装到支撑柱4外部，随后在通过固定件将环体固定，即可形成操作环1以及支撑环2。此外，驱动环7也可以采用类似分体结构，方便安装。

本实施例中，参照图3，固定件包括设置在操作环1或支撑环2底部的固定环9，固定环9也呈半圆形设置，在操作环1以及支撑环2底部均固定有两个固定环9，每个固定环9的两端均与不同环体固定，固定环9与操作环1或支撑环2通过螺栓固定连接，通过设置固定环9，即可实现环体的固定，完成操作环1以及支撑环2的组装。

参照图2，限位件包括转动设置在操作环1以及支撑环2内圈上的卡块10，卡块10为若干个，圆周阵列设置在操作环1以及支撑环2的内周面上，操作环1以及支撑环2上位于卡块10转轴下方设有驱动卡块10向外转动后与支撑柱4抵接的弹性件，卡块10在弹性件的作用下，可以形成类似棘齿的结构，阻止操作环1以及支撑环2下滑，本实施例中，弹性件为弹簧101，弹簧101一端与卡块10固定，另一端与对应的操作环1或支撑环2固定，弹簧101驱动卡块10端部与支撑柱4抵接，从而可以限制操作环1与支撑环2向下滑动，对操作环1与支撑环2起到限位作用。检测完毕后，直接拆卸操作环1以及支撑环2即可。

本实施例的实施原理为：在使用时，先将操作环1以及支撑环2安装到支撑柱4底部，开启驱动电机5后，驱动电机5带动滑块12以及驱动环7转动，滑块12带动相控阵超声波检测探头3围绕支撑柱4转动，对支撑柱4内的钢筋外形进行扫描；在滑块12的转动过程中，驱动环7上的内齿圈72或者第二外齿圈71会带动螺杆61转动，驱动螺杆61正转或者反转，即可驱动操作环1或者支撑环2互相靠近以及远离，进而可以实现操作环1向上爬升，相控阵超声波检测探头3一边围绕支撑柱4转动，一边向上爬升，从而完成对支撑柱4的检测。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，包括相控阵超声波检测探头(3)，其特征在于：还包括套设在支撑柱(4)外的操作环(1)以及支撑环(2)，所述操作环(1)设置在支撑环(2)上方；所述相控阵超声波检测探头(3)以操作环(1)轴线为转动中心转动设置在操作环(1)上，所述操作环(1)与支撑环(2)之间设有驱动操作环(1)与支撑环(2)互相靠近以及远离的驱动件，所述操作环(1)与支撑环(2)上还设有限制操作环(1)与支撑环(2)向下滑动的限位件；所述操作环(1)顶面设有环形的滑槽(11)，所述滑槽(11)的中心线与操作环(1)的中心线同轴设置，所述滑槽(11)内滑移设有滑块(12)，所述相控阵超声波检测探头(3)固定在滑块(12)上，所述操作环(1)外周面上固定有第一外齿圈(13)，所述滑块(12)上固定有驱动电机(5)，所述驱动电机(5)的输出轴连接有与第一外齿圈(13)啮合的第一齿轮(51)。

2.根据权利要求1所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述驱动件包括沿竖直方向设置的螺杆(61)，所述螺杆(61)一端与操作环(1)转动连接，另一端与支撑环(2)螺纹连接，所述螺杆(61)至少为两根，对称设置在支撑柱(4)的两侧。

3.根据权利要求2所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述滑块(12)上连接有与操作环(1)同轴设置的驱动环(7)，所述驱动环(7)的底面上与驱动环(7)同轴设有内齿圈(72)以及第二外齿圈(71)，所述螺杆(61)端部固定有与内齿圈(72)或第二外齿圈(71)啮合的第二齿轮(611)，所述螺杆(61)的两端沿操作环(1)径向分别与操作环(1)以及支撑环(2)滑移连接。

4.根据权利要求3所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述操作环(1)以及支撑环(2)上沿操作环(1)径向滑移设有用于安装螺杆(61)的滑座(6)，所述操作环(1)以及支撑环(2)上设有用于驱动滑座(6)滑动从而切换第二齿轮(611)的啮合对象的电磁铁(81)。

5.根据权利要求1所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述操作环(1)以及支撑环(2)由两个半圆形环体组成，所述环体上设有将两个环体固定在一起的固定件。

6.根据权利要求1或4所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述限位件包括转动设置在操作环(1)以及支撑环(2)内圈上的卡块(10)，所述操作环(1)以及支撑环(2)上位于卡块(10)转轴下方设有驱动卡块(10)向外转动后与支撑柱(4)抵接的弹性件。

7.根据权利要求5所述的相控阵超声波混凝土钢筋锈蚀检测装置，其特征在于：所述固定件包括设置在操作环(1)或支撑环(2)底部的固定环(9)，所述固定环(9)与操作环(1)或支撑环(2)通过螺栓固定连接。

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