CN113984563A - 数字式混凝土回弹仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数字式混凝土回弹仪，本体的一侧设置有滑块，滑块的一端通过弹簧与本体上设置的光电开关连接，通过光电开关确定回弹值，本体的另一侧设置有显示器，显示器用于显示回弹值，光电开关和显示器分别与电源连接。本发明提升了工作速率，提高了精度，适用于广大工业无损技术的应用。

Description

数字式混凝土回弹仪

技术领域

本发明属于测量仪器技术领域，具体涉及一种数字式混凝土回弹仪。

背景技术

数字式混凝土回弹仪是用一弹簧驱动弹击锤并通过弹击杆弹击混凝土表面所产生的瞬时弹性变形的恢复力，使弹击锤带动指针弹回并指示出弹回的距离。以回弹值(弹回的距离与冲击前弹击锤至弹击杆的距离之比，按百分比计算)作为混凝土抗压强度相关的指标之一，来推定混凝土的抗压强度。它是用于无损检测结构或构件混凝土抗压强度的一种仪器。

现有技术中，数字式混凝土回弹仪是检测建筑场地必备的仪器之一，在进行检测时需要工人手动按压回弹仪在墙体表面测量，但国内现有的回弹仪在检测时存在以下的缺陷：

1、在测量过程中使用接触式电阻作为位移传感器，在回弹仪的游标导轨处加上接触式电阻，利用游标位置不同产生不同的电阻值。其使用寿命有限，增加了滑块的阻力，影响测试精度，且受使用次数和环境温度等影响较大，无法长期使用。

2、指针式示读回弹仪测量时只能读取回弹值，数据无法显示，只能用肉眼查看指针读数，还需对应文本，确定混凝土强度值，只能通过肉眼观察指针刻度，产生一定的测量误差且需要更多的人参与测量，浪费时间，浪费人力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种数字式混凝土回弹仪，通过滑块移动动能与弹簧弹性势能推算出弹簧形变即弹簧拉伸长度，以计算出回弹值，并显示在屏幕上，以解决上述背景技术中现有回弹仪存在的缺陷，提升了工作速率，提高了精度，适用于广大工业无损技术的应用。

本发明采用以下技术方案：

数字式混凝土回弹仪，包括本体，本体的一侧设置有滑块，滑块的一端通过弹簧与本体上设置的光电开关连接，通过光电开关确定回弹值，本体的另一侧设置有显示器，显示器用于显示回弹值，光电开关和显示器分别与电源连接。

具体的，本体的一侧沿本体纵向设置有滑轨，滑块设置在滑轨上，光电开关平行设置在滑轨一侧的本体上。

进一步的，滑轨为内嵌式结构，位于本体的中部，滑轨的一侧开有条形长槽用于连接带有均匀缝隙的弹簧。

具体的，光电开关包括第一光电管，第二光电管和第三光电管，第一光电管，第二光电管和第三光电管从上至下依次间隔设置。

进一步的，第一光电管与第二光电管的间距为4.3cm，第二光电管与第三光电管的间距为2.2cm。

具体的，滑块下侧的本体上设置有GPRS模块，GPRS模块上设置有串口预留端，GPRS模块与电源连接。

进一步的，GPRS模块内设置有sd卡。

具体的，显示器为OLED屏幕，显示器下侧的本体上设置有按键。

具体的，本体上套装有防护盖，防护盖上对应显示器开有示数窗和按键开孔，对应滑块开有观测窗。

进一步的，防护盖上设置有用于安装电源的电池盒，电池盒上预留有usb充电口。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

1、便于一个人单手操作，便携一体式设计，自带电源、全功能OLED屏幕显示，非常适合现场建筑工地使用，是无线数据交互传输且具备智能型的回弹仪。

2、采用非接触式光电传感器，滑块没有任何引线连接，避免了传统滑动电阻式传感器受使用次数、温度等影响而出现易损的毛病。

3、提高工作效率：数字回弹仪实现从现场检测、数据采样到检测报告编制等整个检测流程的信息化、自动化，并省却了记录、校对、数据处理等环节，最大限度地减少了操作人员的数量，大幅度减轻了劳动强度，极大地提高了工作效率。

4、保证检测数据的公正性、准确性和科学性：数字回弹仪实现了原始检测记录全程可溯，杜绝了人为篡改数据的可能环节，从技术上进一步保证了检测的公正性、准确性和科学性。

5、符合信息化要求：实现检测数据的信息化，在此基础上可方便实现检测数据的传输、信息共享、动态管理等，符合信息化管理的要求。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明数字式混凝土回弹仪整体示意图，其中，(a)为回弹仪本体，(b)为防护盖背面结构，(c)为防护盖侧面结构；

图2为本发明数字式混凝土回弹仪主体示意图；

图3为本发明混凝土滑轨示意图；

图4为本发明数字式混凝土回弹仪滑块示意图；

图5为本发明数字式混凝土回弹仪光电开关图；

图6为本发明数字式混凝土回弹仪GPRS模块示意图；

图7为本发明数字式混凝土回弹仪显示器示意图；

图8为本发明数字式混凝土回弹仪壳体示意图，其中，(a)为防护盖正面结构，(b)为电池盒

其中：1.本体；2.滑块；3.防护盖；4.光电开关；5.显示器；6.按键；7.GPRS模块；8.串口预留端；9.电池盒；10.滑轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

请参阅图1、图2和图8，本发明数字式混凝土回弹仪，包括本体1，滑块2，防护盖3，光电开关4，显示器5，按键6，GPRS模块7，串口预留端8和电池盒9。

本体1的一侧设置有显示器5，显示器5下侧的本体1上固定安装有按键6，按键6用于进行菜单选择实现功能控制；本体1的另一侧沿本体1纵向设置有滑轨10和光电开关4，滑轨10与光电开关4平行设置，滑轨10上固定安装有滑块2，滑块2通过弹簧与光电开关4连接，通过光电开关4计算回弹值，光电开关4与本体1另一侧的显示器5连接，用于显示回弹值；滑轨10下侧的本体1上设置有GPRS模块7，GPRS模块7与光电开关4连接，用于将回弹值发送至APP端。

本体1上套装有防护盖3，防护盖3为回弹仪本体起保护作用，防止因光电开关4内部落灰而导致数据误差，防护盖3的一侧对应显示器5开有示数窗，分别对应按键6和串口预留端8开有孔，对应滑块2开有观测窗，防护盖3上设置有电池盒9，电池盒9内安装有锂电池，锂电池分别与光电开关4，显示器5和GPRS模块7连接用于提供电力源，电池盒9上预留usb充电口，便于回弹仪的充电以延长其使用寿命。

显示器5位于本体1一侧的上半部分，显示器5的下端设置有按键6。

请参阅图3和图4，滑块2与滑轨10为内嵌式结构，滑轨10置于回弹仪的本体1中部，滑轨10左侧开有一条形长槽，用于滑块2所连接的带有均匀缝隙的弹簧片通过光电开关4，从而计算回弹值。

请参阅图5，光电开关4由三个光电管组成，其两两间距分别为4.3cm和2.2cm，光电开关4根据工作原理，重锤反弹后带动弹簧，弹簧带动滑块2及挡板运动，当图4所示的滑块2连接的带有均匀缝隙的弹簧片依次通过光电开关时，可根据其经过的格栅换算出相应的回弹值。

请参阅图6，GPRS模块7内置有sd卡，能够与相配套的手机APP进行数据传输，防护盖3的一侧对应GPRS模块7设置有串口预留端8，通过串口预留端8将采集数据发送至上位机软件，进行数据解析。

使用GPRS模块7采集的数据不受芯片内存所限制，可保留多组回弹值以进行比对；实现采集数据传输至手机APP及相应的上位机数据分析软件，并生成数据报告，并可使用手机APP实时监控传输的数据，保证了数据的实时性、真实性，上位机软件提供了相应的回弹值算法公式，可直接得出回弹值的报表，省区大量人力且保证了数据的准确性。

请参阅图7，选用的显示器5相较于LED或LCD的晶体层，OLED的有机塑料层更薄、更轻而且更富于柔韧性。OLED的发光层比较轻，因此它的基可使用富于柔韧性的材料，而不会使用刚性材料。OLED基层为塑料材质，而LED和LCD则使用玻璃基层。此外，LED和LCD需要用玻璃作为支撑物，而玻璃会吸收一部分光线。OLED则无需使用玻璃。显示器5对应设置有相应功能菜单，能够显示采集情况及相应数据。

请参阅图8，防护盖3上设置有示数窗，并在本体1上引出usb充电口的设计，提高回弹仪的可使用性，在本体1外引出串口线方便实现数据的传输，本体1下方为SD卡预留了接口，方便数据的整理。防护盖3右侧面与图(b)所示的电池盒9用螺丝连接电池盒9下端开口引出usb充电线，提高回弹仪的可使用性，同时在右侧面留有串口预留端8可与上位机的连接，实现从现场检测、数据采样到检测报告编制等整个检测流程的信息化、自动化，并省却了记录、校对、数据处理等环节，最大限度地减少了操作人员的数量，大幅度减轻了劳动强度，极大地提高了工作效率。

本发明数字式混凝土回弹仪的工作原理如下：

使用弹簧连接滑块2后驱动重锤，重锤以恒定的动能撞击与混凝土表面垂直接触的弹击杆，使局部混凝土发生变形并吸收一部分能量，另一部分能量转化为重锤的反弹动能，当反弹动能全部转化成势能时，重锤反弹达到最大距离；

依次经过光电开关4所示的三个光电模块，最后将重锤的最大反弹距离以回弹值(最大反弹距离与弹簧初始长度之比)显示出来。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通过测量撞击物体回弹程度来测试固体材料的表面硬度；采用屏显式方法采集数据，由三个光电开关计算回弹值并之间显示，降低误差提高精度。

外壳左侧安装有电池盒并预留充电口提高回弹仪可用性，右侧开设有透明窗口，通过窗口观测滑块位置，便于测量过程中的实时监控。

通过GPRS模块7将数据传至云平台实施接收查看数据，除此之外开发相应手机APP从云端接收数据，确保了数据的实时性高效性及准确性。

经过实验标定校准后，回弹值稳定输出40，在菜单界面设置完测区并依次测完后可自动存储，并可通过串口预留端8发送至上位机平台生成报表，同时通过GPRS模块将数据发送至云平台后由相应设计的手机APP接收数据显示并存储，实验表明本发明实现了整个测试过程的自动化一体化，保证了数据的实时性、真实性，可方便实现检测数据的传输、信息共享、动态管理等，符合信息化管理的要求。

综上所述，本发明数字式混凝土回弹仪，通过传感器技术实现混凝土强度数据自动采样，自动存储检测数据、进行后续数据处理、计算及显示等功能的混凝土数字回弹仪，能够实现现场检测、数据采集、数据传输、数据储存、数据处理，检测报告编写等整个过程的信息化、自动化，省去现场记录、校对、复杂的数据处理等环节，减少操作人员，减轻劳动强度，提高工作效率，保证检测过程的客观性和公正性。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.数字式混凝土回弹仪，其特征在于，包括本体(1)，本体(1)的一侧设置有滑块(2)，滑块(2)的一端通过弹簧与本体(1)上设置的光电开关(4)连接，通过光电开关(4)确定回弹值，本体(1)的另一侧设置有显示器(5)，显示器(5)用于显示回弹值，光电开关(4)和显示器(5)分别与电源连接。

2.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，本体(1)的一侧沿本体纵向设置有滑轨(10)，滑块(2)设置在滑轨(10)上，光电开关(4)平行设置在滑轨(10)一侧的本体(1)上。

3.根据权利要求2所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，滑轨(10)为内嵌式结构，位于本体(1)的中部，滑轨(10)的一侧开有条形槽用于连接带有均匀缝隙的弹簧。

4.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，光电开关(4)包括第一光电管，第二光电管和第三光电管，第一光电管，第二光电管和第三光电管从上至下依次间隔设置。

5.根据权利要求4所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，第一光电管与第二光电管的间距为4.3cm，第二光电管与第三光电管的间距为2.2cm。

6.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，滑块(2)下侧的本体(1)上设置有GPRS模块(7)，GPRS模块(7)上设置有串口预留端(8)，GPRS模块(7)与电源连接。

7.根据权利要求6所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，GPRS模块(7)内设置有sd卡。

8.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，显示器(5)为OLED屏幕，显示器(5)下侧的本体(1)上设置有按键(6)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，本体(1)上套装有防护盖(3)，防护盖(3)上对应显示器(5)开有示数窗和按键开孔，对应滑块(2)开有观测窗。

10.根据权利要求9所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，防护盖(3)上设置有用于安装电源的电池盒(9)，电池盒(9)上预留有usb充电口。

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