CN115436477A - 基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，该装置包括滑移升降装置、空鼓检测标示装置和无线遥控装置，滑移升降装置用于沿女儿墙上端面做滑移运动并驱动空鼓检测标示装置沿建筑外墙做升降运动；空鼓检测标示装置用于检测空鼓位置并传递信号至无线遥控装置，并接收无线遥控装置发出的指令信号对空鼓位置进行标示；无线遥控装置用于控制滑移升降装置滑移和空鼓检测标示装置升降，同时接收并处理空鼓检测标示装置发送的声信号，根据声信号处理结果发送指令信号控制空鼓检测标示装置对空鼓位置进行标示；本发明还公开了一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测方法。本发明具有检测结果准确、检测效率高的优点。

Description

基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置及方法

技术领域

本发明属于建筑检测装置领域，尤其是涉及一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置及方法。

背景技术

受粉刷工艺、砂浆质量以及光照温度等的影响，高层住宅建筑外墙的粉刷层、保温层等会出现空鼓等缺陷。当空鼓面积较大时可能会引起外层剥落、掉落等现象，对地面人员安全形成威胁。然而针对这类缺陷的检测，尤其是空鼓未产生剥落时，基本只能靠人工敲击来检测。这类方法效率低下，并且在高层建筑和其他技术人员难以到达的区域无法进行检测。因此需要一种高效的建筑外墙空鼓检测装置。

目前，常见的空鼓检测方法主要有空鼓锤敲击法、红外热像检测法等。其中空鼓锤敲击法是一种传统的检测方法，也是准确率最高的一种方法，利用空鼓缺陷区域的声学特性差异，通过人工敲击建筑粉刷层来判断是否存在空鼓。然而人工敲击的方法在建筑高空外墙检测上存在较多局限，位于高处的检测区域较难抵达，检测效率低下。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供提供一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置及方法，不仅能够实现建筑高空外墙区域的检测，同时准确检测建筑外墙的空鼓缺陷区域，并且具有较高的检测效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，所述建筑外墙包括位于建筑外墙顶部的女儿墙和安装在女儿墙上端面的墙顶避雷带，该装置包括滑移升降装置、空鼓检测标示装置和无线遥控装置，

所述滑移升降装置用于沿女儿墙上端面做滑移运动并驱动空鼓检测标示装置沿建筑外墙的外壁做升降运动；

所述空鼓检测标示装置用于通过声信号检测空鼓位置并传递信号至无线遥控装置，并接收无线遥控装置发出的指令信号对空鼓位置进行标示；

所述无线遥控装置用于通过无线信号控制滑移升降装置滑移，通过控制滑移升降装置驱动空鼓检测标示装置升降，同时接收并处理空鼓检测标示装置发送的声信号，根据声信号处理结果发送指令信号控制空鼓检测标示装置对空鼓位置进行标示。

进一步地，所述滑移升降装置包括结构架体、滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和第一电源装置，所述结构架体的两个前支腿和两个后支腿分别位于女儿墙的前后两侧，在所述两个前支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，在所述两个后支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，所述辅助滚轮的外圆周与女儿墙的侧壁相贴合，在所述结构架体底部的支撑梁上设有四个驱动滚轮，所述驱动滚轮的外圆周与女儿墙的上端面相贴合，在所述结构架体的上部设有卷扬机，所述卷扬机包括卷扬机电动机和两个卷筒，在所述卷筒的中心设有转动轴，所述卷扬机电动机通过皮带驱动所述两个卷筒的转动轴旋转，在所述两个卷筒上均缠绕设置有钢丝绳，在所述结构架体的前侧设有两个滑轮，所述两个卷筒上的钢丝绳分别沿两个滑轮的外圆周向下延伸与空鼓检测标示装置相连接，所述第一信号控制微机系统安装在结构架体上，所述第一信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第一信号控制微机系统用于控制滚轮和卷扬机运动。

进一步地，所述结构架体的支撑梁为长度可调的杆状结构，在所述支撑梁上设有用于调节长度的调节件。

进一步地，所述支撑梁为两段式套接的杆状结构，所述调节件包括分别设在所述支撑梁的两段式结构的上表面的若干个螺栓孔和一个固定螺栓，当支撑梁长度需要调节时，根据建筑外墙顶部宽度调节支撑梁长度，并通过固定螺栓依次穿过两个螺栓孔锁定支撑梁长度。

进一步地，在所述结构架体上设有钢丝绳下降长度检测器，所述钢丝绳下降长度检测器位于滑轮的下方，所述钢丝绳下降长度检测器的信号传输至第一信号控制微机系统，所述第一电源装置为可充放电电池，所述第一电源装置用于为滑移升降装置中的用电设备供电，所述滑移升降装置中的用电设备包括滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和钢丝绳下降长度检测器。

进一步地，所述结构架体底部的支撑梁的下表面高度高于墙顶避雷带上表面高度，所述驱动滚轮与结构架体底部的支撑梁的连接构件为高度可调的杆状结构。

进一步地，所述高度可调的杆状结构为两段式套接杆或螺旋式连接杆。

进一步地，所述滑移升降装置还包括配重，所述配重固定在结构架体上，所述卷扬机、第一信号控制微机系统、第一电源装置和配重均固定在结构架体靠近建筑外墙内壁的一侧。

进一步地，所述空鼓检测标示装置包括主体支架、至少二个滑动滚轮、检测标示装置、第二信号控制微机系统和电池，所述滑动滚轮的转轴固定在主体支架上，所述滑动滚轮的外圆周与建筑外墙的外壁相接触，在所述主体支架上设有横梁，所述横梁垂直于建筑外墙的墙面，在所述主体支架的顶部横梁上设有吊环，所述主体支架通过吊环与钢丝绳做固定连接，在所述主体支架的底部靠近建筑外墙外壁的一侧设有检测标示装置，所述第二信号控制微机系统安装在主体支架上，所述第二信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第二信号控制微机系统用于接收检测标示装置传递的信号及控制检测标示装置工作，所述电池为蓄电池，所述电池用于为空鼓检测标示装置的用电设备供电，所述空鼓检测标示装置的用电设备包括检测标示装置和第二信号控制微机系统。

进一步地，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块安装在主体支架远离建筑外墙外壁的一侧底部。

进一步地，所述横梁为可调节长度的杆状结构，在所述横梁上设有用于调节横梁长度的调节机构。

进一步地，所述横梁为两段式套接的杆状结构，所述调节机构包括分别设在所述横梁的两段式结构的上表面的若干个螺纹孔和一个锁定螺栓，当横梁长度需要调节时，并通过锁定螺栓依次穿过两个螺纹孔锁定横梁长度。

进一步地，所述检测标示装置包括横杆、若干个检测杆、标示笔、标示笔控制装置、气雾漆罐体和软管，所述横杆通过螺栓固定在主体支架上，横杆上设置有滑轨和若干个检测杆安装孔，所述检测杆通过检测杆安装孔一一对应安装在横杆上，所述标示笔控制装置安装在滑轨上并可沿滑轨的轨道移动，所述标示笔的尾端固定在标示笔控制装置上，所述气雾漆罐体固定在主体支架上，所述软管的两端分别与标示笔控制装置和气雾漆罐体相连接。

进一步地，所述标示笔控制装置包括马达、滑动轮和电动球阀，所述马达用于驱动滑动轮沿滑轨移动，所述电动球阀与软管的出口端相连接。

进一步地，所述检测杆包括钢珠、弹性杆和声信号传感器，所述检测杆主体为中空铁管，所述检测杆主体的尾端通过快装螺丝与检测杆安装孔连接，所述弹性杆的尾端与检测杆主体的前端做固定连接，在所述弹性杆的前端设有钢珠，所述声信号传感器设于弹性杆内部，在所述检测杆主体靠近尾端处设有用于与第二信号控制微机系统相连接的数据线接口，所述声信号传感器通过数据线接口传输声信号至第二信号控制微机系统。

进一步地，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块固定在所述主体支架内部空间的底部靠外侧。

进一步地，所述无线遥控装置包括信号收发装置、显示屏、滑移升降装置控制模块、报警器、空鼓检测标示装置控制模块、标示模块和信号处理分析系统，所述信号收发装置用于接收和发送信号，所述显示屏用于信息显示，所述滑移升降装置控制模块用于控制滑移升降装置的滑移和空鼓检测标示装置的升降，所述报警器用于检测到空鼓信号时报警提示，所述标示模块用于控制空鼓检测标示装置进行空鼓标示，所述信号处理分析系统完成对所有操作信号和声信号的处理、分析。

本发明还提供了一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测方法，利用基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据项目设计施工图纸获取建筑高度、女儿墙厚度、檐口尺寸等信息；步骤2：根据步骤1获得的信息对滑移升降装置结构架体宽度和空鼓检测标示装置主体支架高度进行调整，同时，根据女儿墙顶部避雷带高度调整驱动滚轮和从动滚轮高度以保证滑移升降装置可沿女儿墙顺利滑移；

步骤3：将滑移升降装置的钢丝绳与空鼓标示检测装置进行连接，打开空鼓标示装置的电源开关并下放到建筑外墙面；

步骤4：打开无线遥控装置，检测无线遥控装置与滑移升降装置和空鼓检测标示装置的信号连接，控制滑移升降装置以下降空鼓检测标示装置，过程中检测空鼓检测装置检测杆钢珠与建筑外墙是否摩擦接触并产生声信号，如无摩擦接触或产生的声信号较微弱，则调整空鼓检测标示装置主体支架高度，并通过调整配重来调整空鼓检测标示装置的姿态；

步骤5：通过无线遥控器控制空鼓检测标示装置沿建筑外墙下降，过程中不间断采集检测杆钢珠与墙面摩擦产生的声信号，并通过空鼓检测标示装置的信号控制微机系统将声信号传回无线遥控器进行信号分析；

步骤6：当声信号分析系统检测到空鼓信号时，无线遥控装置发出警报声音，显示屏显示检测到空鼓信号的检测杆编号，并同时锁定滑移升降装置，操作人员控制空鼓检测标示装置在检测到空鼓信号区域附近复测，以确认空鼓范围；

步骤7：根据检测到空鼓信号的检测杆编号，通过无线遥控装置控制空鼓检测标示装置的标示笔控制装置沿滑轨移动至对应检测杆位置并控制标示笔喷出气雾漆对空鼓进行标示；

步骤8：屋面操作人员根据滑移升降装置钢丝绳下降长度和建筑高度等信息计算出空鼓所在位置，并安排工人进行处理。

根据上述技术方案，本发明具有以下优点：

附图说明

图1是本发明基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置的工作状态示意图。

图2显示了滑移升降装置工作状态的侧视图。

图3显示了空鼓检测标示装置工作状态的侧视图。

图4是本发明中标示检测装置的详细结构图。

图5是本装置的无线遥控装置。

其中有：

1.滑移升降装置：11.结构架体；111.调节件；12.滚轮；121.驱动滚轮；122.辅助滚轮；13.卷扬机；131.卷扬机电动机；132.卷筒；133.钢丝绳；134.滑轮；135.钢丝绳下降长度检测器；14.第一信号控制微机系统；15.第一电源装置；151.蓄电池；152.交流电转换器；16.配重

2.空鼓检测标示装置：21.主体支架；211.调节机构；212.吊环；22.滑动滚轮；23.检测标示杆件；231.横杆；2311.检测杆安装孔；2312.滑轨；2313.横杆安装螺栓；232.检测杆；2321.钢珠；2322.弹性杆；2323.声信号传感器；2324.声信号传感器数据线接口；2325.快装螺丝；233.标示笔；234.标示笔控制装置；2341.马达；2342.滑动轮；2343.电动球阀；235.气雾漆罐体；236.软管；24.第二信号控制微机系统；25.第二电源装置；26.配重块。

3.无线遥控装置；31.信号收发装置；32.显示屏；33.滑移升降装置控制模块；34.报警器；35.空鼓检测标示装置控制模块；36.标示模块。

4.建筑墙体；41.女儿墙；42.墙顶避雷带。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实例来对本发明做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构类型和使用方式，但不能以此来限制本发明专利的保护范围。

一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，所述建筑外墙包括位于建筑外墙顶部的女儿墙和安装在女儿墙上端面的墙顶避雷带，该装置包括滑移升降装置、空鼓检测标示装置和无线遥控装置，

所述滑移升降装置用于沿女儿墙上端面做滑移运动并驱动空鼓检测标示装置沿建筑外墙的外壁做升降运动；

所述空鼓检测标示装置用于通过声信号检测空鼓位置并传递信号至无线遥控装置，并接收无线遥控装置发出的指令信号对空鼓位置进行标示；

所述无线遥控装置用于通过无线信号控制滑移升降装置滑移，通过控制滑移升降装置驱动空鼓检测标示装置升降，同时接收并处理空鼓检测标示装置发送的声信号，根据声信号处理结果发送指令信号控制空鼓检测标示装置对空鼓位置进行标示。

进一步地，所述滑移升降装置包括结构架体、滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和第一电源装置，所述结构架体的两个前支腿和两个后支腿分别位于女儿墙的前后两侧，在所述两个前支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，在所述两个后支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，所述辅助滚轮的外圆周与女儿墙的侧壁相贴合，在所述结构架体底部的支撑梁上设有四个驱动滚轮，所述驱动滚轮的外圆周与女儿墙的上端面相贴合，在所述结构架体的上部设有卷扬机，所述卷扬机包括卷扬机电动机和两个卷筒，在所述卷筒的中心设有转动轴，所述卷扬机电动机通过皮带驱动所述两个卷筒的转动轴旋转，在所述两个卷筒上均缠绕设置有钢丝绳，在所述结构架体的前侧设有两个滑轮，所述两个卷筒上的钢丝绳分别沿两个滑轮的外圆周向下延伸与空鼓检测标示装置相连接，所述第一信号控制微机系统安装在结构架体上，所述第一信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第一信号控制微机系统用于控制滚轮和卷扬机运动。

进一步地，所述结构架体的支撑梁为长度可调的杆状结构，在所述支撑梁上设有用于调节长度的调节件。

进一步地，所述支撑梁为两段式套接的杆状结构，所述调节件包括分别设在所述支撑梁的两段式结构的上表面的若干个螺栓孔和一个固定螺栓，当支撑梁长度需要调节时，根据建筑外墙顶部宽度调节支撑梁长度，并通过固定螺栓依次穿过两个螺栓孔锁定支撑梁长度。

进一步地，在所述结构架体上设有钢丝绳下降长度检测器，所述钢丝绳下降长度检测器位于滑轮的下方，所述钢丝绳下降长度检测器的信号传输至第一信号控制微机系统，所述第一电源装置为可充放电电池，所述第一电源装置用于为滑移升降装置中的用电设备供电，所述滑移升降装置中的用电设备包括滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和钢丝绳下降长度检测器。

进一步地，所述结构架体底部的支撑梁的下表面高度高于墙顶避雷带上表面高度，所述驱动滚轮与结构架体底部的支撑梁的连接构件为高度可调的杆状结构。

进一步地，所述高度可调的杆状结构为两段式套接杆或螺旋式连接杆。

进一步地，所述滑移升降装置还包括配重，所述配重固定在结构架体上，所述卷扬机、第一信号控制微机系统、第一电源装置和配重均固定在结构架体靠近建筑外墙内壁的一侧。

进一步地，所述空鼓检测标示装置包括主体支架、至少二个滑动滚轮、检测标示装置、第二信号控制微机系统和第二电源装置，所述滑动滚轮的转轴固定在主体支架上，所述滑动滚轮的外圆周与建筑外墙的外壁相接触，在所述主体支架上设有横梁，所述横梁垂直于建筑外墙的墙面，在所述主体支架的顶部横梁上设有吊环，所述主体支架通过吊环与钢丝绳做固定连接，在所述主体支架的底部靠近建筑外墙外壁的一侧设有检测标示装置，所述第二信号控制微机系统安装在主体支架上，所述第二信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第二信号控制微机系统用于接收检测标示装置传递的信号及控制检测标示装置工作，所述第二电源装置为蓄电池，所述第二电源装置用于为空鼓检测标示装置的用电设备供电，所述空鼓检测标示装置的用电设备包括检测标示装置和第二信号控制微机系统。

进一步地，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块安装在主体支架远离建筑外墙外壁的一侧底部。

进一步地，所述横梁为可调节长度的杆状结构，在所述横梁上设有用于调节横梁长度的调节机构。

进一步地，所述横梁为两段式套接的杆状结构，所述调节机构包括分别设在所述横梁的两段式结构的上表面的若干个螺纹孔和一个锁定螺栓，当横梁长度需要调节时，并通过锁定螺栓依次穿过两个螺纹孔锁定横梁长度。

进一步地，所述检测标示装置包括横杆、若干个检测杆、标示笔、标示笔控制装置、气雾漆罐体和软管，所述横杆通过螺栓固定在主体支架上，横杆上设置有滑轨和若干个检测杆安装孔，所述检测杆通过检测杆安装孔一一对应安装在横杆上，所述标示笔控制装置安装在滑轨上并可沿滑轨的轨道移动，所述标示笔的尾端固定在标示笔控制装置上，所述气雾漆罐体固定在主体支架上，所述软管的两端分别与标示笔控制装置和气雾漆罐体相连接。

进一步地，所述标示笔控制装置包括马达、滑动轮和电动球阀，所述马达用于驱动滑动轮沿滑轨移动，所述电动球阀与软管的出口端相连接。

进一步地，所述检测杆包括钢珠、弹性杆和声信号传感器，所述检测杆主体为中空铁管，所述检测杆主体的尾端通过快装螺丝与检测杆安装孔连接，所述弹性杆的尾端与检测杆主体的前端做固定连接，在所述弹性杆的前端设有钢珠，所述声信号传感器设于弹性杆内部，在所述检测杆主体靠近尾端处设有用于与第二信号控制微机系统相连接的数据线接口，所述声信号传感器通过数据线接口传输声信号至第二信号控制微机系统。

进一步地，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块固定在所述主体支架内部空间的底部靠外侧。

进一步地，所述无线遥控装置包括信号收发装置、显示屏、滑移升降装置控制模块、报警器、空鼓检测标示装置控制模块、标示模块和信号处理分析系统，所述信号收发装置用于接收和发送信号，所述显示屏用于信息显示，所述滑移升降装置控制模块用于控制滑移升降装置的滑移和空鼓检测标示装置的升降，所述报警器用于检测到空鼓信号时报警提示，所述标示模块用于控制空鼓检测标示装置进行空鼓标示，所述信号处理分析系统完成对所有操作信号和声信号的处理、分析。

实施例一

如图1-5所示，一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，包括滑移升降装置1、空鼓检测标示装置2和无线遥控装置3。

滑移升降装置1设置在建筑墙体4的顶部，可利用滚轮12沿建筑墙体4的顶部滑移。其中，滑移升降装置1的结构架体11可根据女儿墙檐口41的厚度利用调节件111进行宽度调整；滚轮12包括四个驱动滚轮121和4个安装在侧面的辅助滚轮122，驱动滚轮121由第一电源装置15供电并在第一信号控制微机系统14的控制下滚动。另外，驱动滚轮121的高度可调整，并且驱动滚轮121的高度应大于墙顶避雷带42的高度。

卷扬机13安装在滑移升降装置1的结构架体11上。其中，卷扬机13包括卷扬机电动机131、2个卷筒132、2根钢丝绳133和2个滑轮134。卷扬机电动机131固定在结构架体11上，由电源装置15供电并在第一信号控制微机系统14的控制下带动2个卷筒132转动；钢丝绳133缠绕在卷筒132上；钢丝绳133的另一端与空鼓检测标示装置2的吊环212连接；滑轮134固定在结构架体11上。还设置有钢丝绳下降长度检测器135，用于检测钢丝绳133下降的长度。

另外，滑移升降装置1还包括第一信号控制微机系统14、电源装置15和配重16。其中第一信号控制微机系统14安装在结构架体11上，并与无线遥控装置3通过无线信号进行连接；电源装置15包括蓄电池151和交流电转换器152，蓄电池151为滑移升降装置1中各用电装置供电，交流电转换器152用于给蓄电池151充电；配重16固定在结构架体11上，维持滑移升降装置1工作状态时的力系平衡。为了优化受力，卷扬机13、第一信号控制微机系统14、电源装置15和配重16安装在结构架体11的靠近建筑墙面4内侧的位置。

空鼓检测标示装置2由卷扬机13牵引沿建筑墙面4进行升降移动。其中，空鼓检测标示检测装置2包括主体支架21、滑动滚轮22、检测标示装置23、第二信号控制微机系统24、第二电源装置25和配重块26。主体支架21用于安装各子模块，主体支架21上设置有主体支架宽度调节器，通过主体支架宽度调节器211可对主体支架21的宽度进行调整，吊环212设置在主体支架21上，用于钢丝绳133的快速挂接。在主体支架21的前侧安装有2个滑动滚轮22。

检测标示杆件23包括横杆231、检测杆232、标示笔233、标示笔控制装置234、气雾漆罐体235、软管236。

横杆231上设置有横杆安装螺栓2313，可通过横杆安装螺栓2313将横杆快速安装在主体支架21上，横杆上还设置有间距200mm的多个检测杆安装孔2311和一段滑轨2312。横杆231采用模数化设计，可根据检测需求选择不同长度的横杆。

检测杆232采用模块化设计，可快速进行拆卸安装，用于墙面空鼓的检测。检测杆232的主体是中空的铁管，端部设置有一段10cm长的弹性杆2322，弹性杆2322的末端固定有1颗钢珠2321，检测杆232的尾端设置有快装螺丝2325，通过快装螺丝2325可将检测杆232快速安装在检测杆安装孔22311处。检测杆232内还设置有声信号传感器2323，为了减少声信号传播过程中的衰减，声信号传感器2323设置在距离钢珠2321较近的弹性杆2322内部。另外，声信号传感器2323产生的声信号可通过声信号传感器数据线接口2324与第二信号控制微机系统24快速连接。

标示笔233固定在标示笔控制装置234上，并可在标示笔控制装置234控制下喷出气雾漆。

标示笔控制装置234带动标示笔233沿横杆231上的滑轨2312进行移动，并完成对空鼓区域的标示。标示笔控制装置234中设置有马达2341、滑动轮2342、电动球阀2343，其中马达2341用于驱动滑动轮2342沿滑轨2312进行移动，电动球阀2343用于控制标示笔233的喷漆。还设置有1个气雾漆罐体235和软管236，气雾漆罐体235固定在主体支架21上，在电动球阀2343的控制下可通过软管236将气雾漆罐体235中的气雾漆输送至标示笔233中，并由标示笔喷出气雾漆完成对空鼓的标示。另外，马达2341和电动球阀2343均由第二电源装置25供电，并受第二信号控制微机系统24的控制。

第二信号控制微机系统24通过无线信号与无线遥控装置3连接，用于空鼓检测标示装置2的信号处理、控制和收发。第二电源装置25为空鼓检测标示装置2各用电模块供电。配重块26用于维持空鼓检测标示装置的力系平衡。

无线遥控装置3包括信号收发装置31、显示屏32、滑移升降装置控制模块33、报警器34、空鼓检测标示装置控制模块35、标示模块36和信号处理分析系统37。

信号收发装置31用于接收和发送信号，显示屏32用于信息显示，滑移升降装置控制模块33用于控制滑移升降装置1的滑移和空鼓检测标示装置2的升降，报警器34用于检测到空鼓信号时报警提示，标示模块36用于控制电动球阀2343进而控制标示笔233进行空鼓标示，信号处理分析系统37完成对所有操作信号和声信号的处理、分析。

基于上述装置实施例，提出一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测，具体包括如下步骤：

步骤1：根据建筑墙体4厚度和檐口宽度41调整滑移升降装置1的结构架体11的宽度，同时根据墙顶避雷带42的高度调整驱动滚轮121的高度，以保证滑移升降装置1在辅助滚轮122的夹持下平稳在建筑墙体4顶部滑移。

步骤2：根据检测需求选择合适长度的横杆231，将检测杆232安装在横杆231上完成标示检测装置23的组装，并将标示检测装置23安装在主体支架21上；

步骤3：根据女儿墙檐口41的厚度调整主体支架21的宽度，同时调节配重块26的位置，保证空鼓检测标示装置沿建筑墙体4外墙面升降时检测杆232的钢珠2321与墙面摩擦接触；

步骤4：打开无线遥控装置3，测试其与滑移升降装置1和空鼓检测标示装置的信号连接；

步骤5：利用无线遥控装置3操控滑移升降装置1沿墙体4顶部滑移至待检测位置，然后操控卷扬机13工作，使空鼓检测标示装置2沿建筑墙体4外墙面下降；

步骤6：空鼓检测标示装置2下降时，标示检测装置23的检测杆232的钢珠2321与建筑墙体4的外表面摩擦接触并产生声信号，声信号传感器2323收集声信号并将声信号传输到第二信号控制微机系统24；

步骤7：第二信号控制微机系统24将声信号发送到无线遥控装置3，信号处理分析系统37对声信号实时进行分析并将分析结果显示在显示屏32上；

步骤8：信号处理分析系统37检测到声信号中存在空鼓信号，报警器34发出蜂鸣报警；

步骤9：操作人员确认报警信号和检测到空鼓信号的检测杆232的编号，操控卷扬机13使空鼓检测标示装置2在检测到空鼓信号的位置多次升降移动，对空鼓进行复测；

步骤10：操作检测标杆件置23对确认后的空鼓位置进行标示，通过标示笔控制装置234控制标示笔233移动至检测到空鼓信号的检测杆位置，操控电动球阀2343使标示笔喷出气雾漆完成对空鼓位置的标示；

步骤11：操作人员完成对空鼓的标示的同时，通过钢丝绳下降长度检测器135记录钢丝绳下降绳长并计算出空鼓所在楼层和位置信息；

步骤12：检测完成后，安排工人进行人工检修。

毫无疑问，本发明，除了上述实施例以外还有其他类似的结构组成和使用方式。总而言之，本发明还包括其他对于本技术领域技术人员来说显而易见的变换和替代。

Claims (18)

1.一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，所述建筑外墙包括位于建筑外墙顶部的女儿墙和安装在女儿墙上端面的墙顶避雷带，其特征在于，该装置包括滑移升降装置、空鼓检测标示装置和无线遥控装置，

所述滑移升降装置用于沿女儿墙上端面做滑移运动并驱动空鼓检测标示装置沿建筑外墙的外壁做升降运动；

所述空鼓检测标示装置用于通过声信号检测空鼓位置并传递信号至无线遥控装置，并接收无线遥控装置发出的指令信号对空鼓位置进行标示；

所述无线遥控装置用于通过无线信号控制滑移升降装置滑移，通过控制滑移升降装置驱动空鼓检测标示装置升降，同时接收并处理空鼓检测标示装置发送的声信号，根据声信号处理结果发送指令信号控制空鼓检测标示装置对空鼓位置进行标示。

2.根据权利要求1所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述滑移升降装置包括结构架体、滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和第一电源装置，所述结构架体的两个前支腿和两个后支腿分别位于女儿墙的前后两侧，在所述两个前支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，在所述两个后支腿靠近建筑外墙的一侧各设有一个辅助滚轮，所述辅助滚轮的外圆周与女儿墙的侧壁相贴合，在所述结构架体底部的支撑梁上设有四个驱动滚轮，所述驱动滚轮的外圆周与女儿墙的上端面相贴合，在所述结构架体的上部设有卷扬机，所述卷扬机包括卷扬机电动机和两个卷筒，在所述卷筒的中心设有转动轴，所述卷扬机电动机通过皮带驱动所述两个卷筒的转动轴旋转，在所述两个卷筒上均缠绕设置有钢丝绳，在所述结构架体的前侧设有两个滑轮，所述两个卷筒上的钢丝绳分别沿两个滑轮的外圆周向下延伸与空鼓检测标示装置相连接，所述第一信号控制微机系统安装在结构架体上，所述第一信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第一信号控制微机系统用于控制滚轮和卷扬机运动。

3.根据权利要求2所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述结构架体的支撑梁为长度可调的杆状结构，在所述支撑梁上设有用于调节长度的调节件。

4.根据权利要求3所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述支撑梁为两段式套接的杆状结构，所述调节件包括分别设在所述支撑梁的两段式结构的上表面的若干个螺栓孔和一个固定螺栓，当支撑梁长度需要调节时，根据建筑外墙顶部宽度调节支撑梁长度，并通过固定螺栓依次穿过两个螺栓孔锁定支撑梁长度。

5.根据权利要求2所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，在所述结构架体上设有钢丝绳下降长度检测器，所述钢丝绳下降长度检测器位于滑轮的下方，所述钢丝绳下降长度检测器的信号传输至第一信号控制微机系统，所述第一电源装置为可充放电电池，所述第一电源装置用于为滑移升降装置中的用电设备供电，所述滑移升降装置中的用电设备包括滚轮、卷扬机、第一信号控制微机系统和钢丝绳下降长度检测器。

6.根据权利要求2所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述结构架体底部的支撑梁的下表面高度高于墙顶避雷带上表面高度，所述驱动滚轮与结构架体底部的支撑梁的连接构件为高度可调的杆状结构。

7.根据权利要求6所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述高度可调的杆状结构为两段式套接杆或螺旋式连接杆。

8.根据权利要求2所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述滑移升降装置还包括配重，所述配重固定在结构架体上，所述卷扬机、第一信号控制微机系统、第一电源装置和配重均固定在结构架体靠近建筑外墙内壁的一侧。

9.根据权利要求1所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述空鼓检测标示装置包括主体支架、至少二个滑动滚轮、检测标示装置、第二信号控制微机系统和第二电源装置，所述滑动滚轮的转轴固定在主体支架上，所述滑动滚轮的外圆周与建筑外墙的外壁相接触，在所述主体支架上设有横梁，所述横梁垂直于建筑外墙的墙面，在所述主体支架的顶部横梁上设有吊环，所述主体支架通过吊环与钢丝绳做固定连接，在所述主体支架的底部靠近建筑外墙外壁的一侧设有检测标示装置，所述第二信号控制微机系统安装在主体支架上，所述第二信号控制微机系统通过无线信号与无线遥控装置相连接，所述第二信号控制微机系统用于接收检测标示装置传递的信号及控制检测标示装置工作，所述第二电源装置为蓄电池，所述第二电源装置用于为空鼓检测标示装置的用电设备供电，所述空鼓检测标示装置的用电设备包括检测标示装置和第二信号控制微机系统。

10.根据权利要求9所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块安装在主体支架远离建筑外墙外壁的一侧底部。

11.根据权利要求9所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述横梁为可调节长度的杆状结构，在所述横梁上设有用于调节横梁长度的调节机构。

12.根据权利要求11所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述横梁为两段式套接的杆状结构，所述调节机构包括分别设在所述横梁的两段式结构的上表面的若干个螺纹孔和一个锁定螺栓，当横梁长度需要调节时，并通过锁定螺栓依次穿过两个螺纹孔锁定横梁长度。

13.根据权利要求9所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述检测标示装置包括横杆、若干个检测杆、标示笔、标示笔控制装置、气雾漆罐体和软管，所述横杆通过螺栓固定在主体支架上，横杆上设置有滑轨和若干个检测杆安装孔，所述检测杆通过检测杆安装孔一一对应安装在横杆上，所述标示笔控制装置安装在滑轨上并可沿滑轨的轨道移动，所述标示笔的尾端固定在标示笔控制装置上，所述气雾漆罐体固定在主体支架上，所述软管的两端分别与标示笔控制装置和气雾漆罐体相连接。

14.根据权利要求13所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述标示笔控制装置包括马达、滑动轮和电动球阀，所述马达用于驱动滑动轮沿滑轨移动，所述电动球阀与软管的出口端相连接。

15.根据权利要求13所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述检测杆包括钢珠、弹性杆和声信号传感器，所述检测杆主体为中空铁管，所述检测杆主体的尾端通过快装螺丝与检测杆安装孔连接，所述弹性杆的尾端与检测杆主体的前端做固定连接，在所述弹性杆的前端设有钢珠，所述声信号传感器设于弹性杆内部，在所述检测杆主体靠近尾端处设有用于与第二信号控制微机系统相连接的数据线接口，所述声信号传感器通过数据线接口传输声信号至第二信号控制微机系统。

16.根据权利要求9所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述空鼓检测标示装置还包括配重块，所述配重块固定在所述主体支架内部空间的底部靠外侧。

17.根据权利要求1所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，其特征在于，所述无线遥控装置包括信号收发装置、显示屏、滑移升降装置控制模块、报警器、空鼓检测标示装置控制模块、标示模块和信号处理分析系统，所述信号收发装置用于接收和发送信号，所述显示屏用于信息显示，所述滑移升降装置控制模块用于控制滑移升降装置的滑移和空鼓检测标示装置的升降，所述报警器用于检测到空鼓信号时报警提示，所述标示模块用于控制空鼓检测标示装置进行空鼓标示，所述信号处理分析系统完成对所有操作信号和声信号的处理、分析。

18.一种基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测方法，其特征在于，利用权利要求1-17中任一所述的基于声信号采集分析的高层建筑外墙空鼓检测装置，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据项目设计施工图纸获取建筑高度、女儿墙厚度、檐口尺寸等信息；

步骤2：根据步骤1获得的信息对滑移升降装置结构架体宽度和空鼓检测标示装置主体支架高度进行调整，同时，根据女儿墙顶部避雷带高度调整驱动滚轮和从动滚轮高度以保证滑移升降装置可沿女儿墙顺利滑移；

步骤3：将滑移升降装置的钢丝绳与空鼓标示检测装置进行连接，打开空鼓标示装置的电源开关并下放到建筑外墙面；

步骤4：打开无线遥控装置，检测无线遥控装置与滑移升降装置和空鼓检测标示装置的信号连接，控制滑移升降装置以下降空鼓检测标示装置，过程中检测空鼓检测装置检测杆钢珠与建筑外墙是否摩擦接触并产生声信号，如无摩擦接触或产生的声信号较微弱，则调整空鼓检测标示装置主体支架高度，并通过调整配重来调整空鼓检测标示装置的姿态；

步骤5：通过无线遥控器控制空鼓检测标示装置沿建筑外墙下降，过程中不间断采集检测杆钢珠与墙面摩擦产生的声信号，并通过空鼓检测标示装置的信号控制微机系统将声信号传回无线遥控器进行信号分析；

步骤6：当声信号分析系统检测到空鼓信号时，无线遥控装置发出警报声音，显示屏显示检测到空鼓信号的检测杆编号，并同时锁定滑移升降装置，操作人员控制空鼓检测标示装置在检测到空鼓信号区域附近复测，以确认空鼓范围；

步骤7：根据检测到空鼓信号的检测杆编号，通过无线遥控装置控制空鼓检测标示装置的标示笔控制装置沿滑轨移动至对应检测杆位置并控制标示笔喷出气雾漆对空鼓进行标示；

步骤8：屋面操作人员根据滑移升降装置钢丝绳下降长度和建筑高度等信息计算出空鼓所在位置，并安排工人进行处理。

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