CN117589887A - 标准撞击器的撞击锤质量检测装置和检测方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种标准撞击器的撞击锤质量检测装置、检测方法和电子设备，涉及质量检测技术领域，装置包括底座，安装在底座上的与标准撞击器的撞击锤数量相匹配的支撑柱，位于支撑柱上方的支架，与支架连接的压力传感器，以及安装于支架上的与固定状态的撞击锤数量相匹配的垫块；其中，支架上方与每个支撑柱之间均存在直接导通的通道，运行时撞击锤通过通道落下；每个垫块位于撞击锤下方支撑固定状态的撞击锤。本发明提出的装置和方法使测量撞击锤质量更精准。
Description
技术领域
本发明涉及质量检测技术领域，特别地涉及标准撞击器的撞击锤质量检测装置和检测方法、电子设备。
背景技术
标准撞击器是一种在建筑声学领域常用的设备，是一种声源。它利用撞击锤击打楼板产生声音，通过接收器测得楼板的隔声量等参数。为了对标准撞击器进行检定校准，有标准《JJF 1652-2017 标准撞击器校准规范》，其中7.2.3条是对撞击锤的质量测量。撞击锤是标准撞击器的一个核心部件，且撞击锤在整个标准撞击器设备的内部，对撞击锤的质量检定较为困难，误差较大。
根据标准要求，撞击锤必须满足质量要求，即必须满足500g±12g（或500g±6g）。于是就需要对撞击锤的质量进行测量检定。现有的撞击锤的质量检定，常规有两种方式，其一是厂家在标准撞击器组装前对撞击锤的质量进行单独测量。这种测量比较准确，但是在组装完成后，撞击锤无法单独拆出，就造成无法采用这种方法进行复检。其二是按照《JJF1652-2017 标准撞击器校准规范》中7.2.3条给出的测量方法进行测量。这种方法理论上具有可实施性，但实际操作过程中，撞击锤在下落过程中由于不被约束，接触天平后，撞击锤由于底面为圆弧形，在天平上会倾斜，又存在摩擦力等各种因素，造成实际测量得到的数据误差非常大。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种标准撞击器的撞击锤质量检测装置。
具体方案是，标准撞击器的撞击锤质量检测装置，包括底座，安装在底座上的与标准撞击器的撞击锤数量相匹配的支撑柱，位于支撑柱上方的支架，与支架连接的称重传感器，以及安装于支架上的与固定状态的撞击锤数量相匹配的垫块，每个垫块位于撞击锤下方支撑固定状态的撞击锤；其中，支架上方与每个支撑柱之间均存在直接导通的通道，运行时撞击锤通过通道落下。
优选的，所述支架包括称重板，称重板上有数量和支撑柱相同的孔结构，孔结构贯通称重板的上下表面。
优选的，称重传感器一端固定于底座，另一端与支架中心位置连接。
优选的，垫块包括底块和底块上面的顶块，底块截面大于标准撞击器底部的撞击锤下落孔的截面，顶块截面小于等于标准撞击器底部的撞击锤下落孔的截面。
优选的，支撑柱的上表面低于称重板的上表面，或支撑柱的上表面与称重板的上表面在同一平面。
优选的，所述称重传感器的采样频率≥500Hz。
优选的，还包括信号采集仪，与称重传感器通信连接，接收称重传感器传输的模拟信号，输出数字信号。
本发明还公开一种标准撞击器的撞击锤质量检测方法，采用上述提出的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，步骤如下：
将标准撞击器整机摆放在支架上；获取标准撞击器整机质量；
a）将垫块放置于固定状态的撞击锤下，通过垫块支撑撞击锤固定，剩余一个待测撞击锤；
b）待测撞击锤从被提起状态变化为自由落体状态，自由下落状态时称重传感器产生第一信号；
c）根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量；
d）重复a）-c）计算所有撞击锤质量。
优选的，还包括步骤：待测撞击锤从自由下落状态变化为撞击到支撑柱状态，撞击到支撑柱状态时称重传感器产生第二信号。
本发明还公开一种电子设备，包括处理器和存储器，处理器接收采用上述撞击锤质量检测方法产生的称重传感器传输的第一信号，根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量。
本发明的有益效果，本发明通过运用标准撞击器运行时的特点，即存在自由下落状态，设计一种精准测量撞击锤质量的装置和方法。其优势之一是在标准撞击器出厂后不拆解撞击器的前提下进行撞击锤质量检测；其优势之二是解决了《JJF 1652-2017 标准撞击器校准规范》中7.2.3条给出的测量方法所存在的测量误差问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是撞击锤质量检测装置结构主视图；
图2是撞击锤质量检测装置结构俯视图；
图3是称重传感器的连接结构示意图；
图4是撞击锤质量检测装置应用时的结构示意图；
图5是垫块结构示意图；
图6是称重传感器的信号采集时序图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
专业术语解释：
标准撞击器：一种为测量建筑物楼板撞击声隔声性能的标准撞击声源。《GB/T19889.7-2022 声学 建筑和建筑构件隔声测量 第7部分：撞击声隔声的现场测量》的附录A中，对标准撞击器做了详细说明。
标准撞击器包含5个撞击锤，5个撞击锤通过转轴约束结构的作用，按一定时间间隔依次做自由落体，撞击地板。撞击器自由下落高度至少40厘米，一般不超过50厘米。
转轴约束结构：标准撞击器中有一根主转轴，轴上有约束结构用于提起撞击锤至指定的高度，释放撞击锤下落。
撞击锤：标准撞击器的关键组件，根据国标要求，其质量必须满足500g±12g（或500g±6g）。
实施例1
本实施例公开一种标准撞击器的撞击锤质量检测装置，如图1、图2和图3所示，包括底座1，安装在底座1上的与标准撞击器的撞击锤7数量相匹配的支撑柱2、3，位于支撑柱2、3上方的支架，与支架连接的称重传感器5，以及安装于支架上的与固定状态的撞击锤7数量相匹配的垫块6；其中，支架上方与每个支撑柱2、3之间均存在直接导通的通道，运行时撞击锤7通过通道落下；每个垫块6位于撞击锤7下方支撑固定状态的撞击锤7。
作为一种优选的实施方案，称重传感器5一端固定于底座1，另一端与支架中心位置连接。本实施例提出的将称重传感器主体的感应器部分安装于支架的中心位置是一种可选项，根据不同的称重传感器的型号确定位置，存在单边连接的称重传感器。
作为一种优选的实施方案，垫块6包括底块61和底块上面的顶块62，底块61截面大于标准撞击器底部的撞击锤7下落孔的截面，顶块62截面小于等于标准撞击器底部的撞击锤7下落孔的截面。如此顶块62穿过标准撞击器底部的下落孔可以更好地将撞击锤顶住而使其固定。如图5和图4所示。
作为一种优选的实施方案，支架包括称重板4，称重板4上有数量和支撑柱2、3相同的孔结构，孔结构贯通称重板4的上下表面。
支撑柱2、3的上表面低于称重板4的上表面，或支撑柱2、3的上表面与称重板4的上表面在同一平面。
如图1中展示了一种支撑柱在称重板下方的方案，此时，称重板4上的孔结构截面大于撞击锤的横截面面积，使得称重板上方与每个支撑柱之间的通道，运行时撞击锤顺利通过通道落下至支撑柱。
由于标准撞击器是5个撞击锤，本实施例公开的标准撞击器的撞击锤质量检测装置的支撑柱为对应的5个，支架上的通向支撑柱的通道也实施为5个，支撑柱的排列方式、距离与撞击锤7的排列方式、距离相同。其中，为了在支架的中间，称重板4的中间安装连接称重传感器5，中间的支撑柱为异形支撑柱3，以配合称重传感器5的安装。则如图1-图3展示的支撑柱包括圆形支撑柱2和异性支撑柱3。
其中，支撑柱2、3的形状具有多种选择，只需要满足支撑柱2、3与支架或称重板4不连接，且支架上方与每个支撑柱2、3之间均存在直接导通的通道，运行时撞击锤7通过通道落下，最后撞击到支撑柱2、3。
该装置能够在撞击锤下落时，通过称重传感器测得不含下落状态的撞击锤的标准撞击器的质量，从而通过以下公式计算单个撞击锤质量：
单个撞击锤质量 = 标准撞击器整机质量 - 单个撞击锤下落过程中标准撞击器的质量。
即，利用撞击锤在下落过程中是无约束的，接近自由落体状态，撞击锤与标准撞击器完全分离的特点，利用差值法，计算撞击锤的质量。
实施例2
本实施例公开一种标准撞击器的撞击锤质量检测方法，采用实施例1所公开的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，参考图4，步骤如下：
将标准撞击器整机摆放在支架上；获取标准撞击器整机质量；
a）将垫块放置于固定状态的撞击锤下，通过垫块支撑撞击锤固定，剩余一个待测撞击锤；
b）待测撞击锤从被提起状态变化为自由落体状态，自由下落状态时称重传感器产生第一信号；
c）根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量；
d）重复a）-c）计算所有撞击锤质量。
具体而言，以支架采用称重板结构为例描述：
首先，将标准撞击器整体放置在称重板上，4个撞击锤垫块放置在4个非待测撞击锤下（即上文所述的固定状态的撞击锤），使其不活动。剩下一个撞击锤为待测撞击锤，且该待测撞击锤处于被转轴约束结构提起状态。
此时，整个标准撞击器的质量都处在称重板上，称重传感器产生信号，并传输给信号采集仪，转换为数字信号后，由电脑分析，得出此状态的质量，即是标准撞击器整机的质量。
然后，当转轴转动，待测撞击锤下落，呈自由落体，此时，其余4个固定状态的撞击锤由于被撞击锤垫块支撑，固定不动，此时待测撞击锤的质量与标准撞击器的整体分离，且撞击锤在撞上支撑柱之前。此时称重传感器产生第一信号，并传输给信号采集仪，转换为数字信号后，由电脑分析，得出此状态的质量。称重板上得到的质量就是标准撞击器不含待测撞击锤的质量。则计算公式如下：
单个撞击锤质量 = 标准撞击器整机质量 - 单个撞击锤下落过程中标准撞击器的质量。
最后，待测撞击锤下落后撞到支撑柱，并停止活动。待测撞击锤从自由下落状态变化为撞击到支撑柱状态，撞击到支撑柱状态时称重传感器产生第二信号。
此时虽然撞击锤落在支撑柱，但由于撞击锤底部是圆弧形，必然会导致侧倒，从而产生一个侧向的力影响到此状态下的标准撞击器在称重板上的质量。这个质量也能通过称重传感器产生信号（第二信号），并传输给信号采集仪，转换为数字信号后，由电脑分析得出。在本方案中，这个质量充满各种不确定度，并不使用它作为计算质量的数据。但是本申请仍然希望保护该状态下产生第二信号的方案。
更换撞击锤垫块的位置，重复以上步骤，即能测量其余撞击锤的质量。
在一些其他方案中，可以实现由称重传感器信号直接传输给边缘处理器或者电脑，通过有线或者无线的结构传输。
作为一种优选的方案，称重传感器的采样频率≥500Hz。关于称重传感器的采样频率的选取，参考图6，有如下的考虑：
撞击锤自由落体下落的高度H为0.04~0.05米，
根据公式：H=1/2gt2，其中，g为重力加速度约9.8m/s2；由此得出撞击锤做自由落体的时间，为0.09~0.1秒。此时间内，单个撞击锤和标准撞击器整机脱离。由于需要再这个时间区间内进行信号采集，需要选取高采样频率的称重传感器，本实施例公开的是采用≥500Hz，具体实施为压力传感器。
实施例3
公开一种电子设备，包括处理器和存储器，处理器接收采用实施例2公开的撞击锤质量检测方法产生的称重传感器传输的第一信号，根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量。例如电脑，电脑接收连续多个稳定有效值后，计算出被测撞击锤的质量。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，包括底座，安装在底座上的与标准撞击器的撞击锤数量相匹配的支撑柱，位于支撑柱上方的支架，与支架连接的称重传感器，以及安装于支架上的与固定状态的撞击锤数量相匹配的垫块，每个垫块位于撞击锤下方支撑固定状态的撞击锤；其中，支架上方与每个支撑柱之间均存在直接导通的通道，运行时撞击锤通过通道落下。
2.根据权利要求1所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，所述支架包括称重板，称重板上有数量和支撑柱相同的孔结构，孔结构贯通称重板的上下表面。
3.根据权利要求1或2所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，称重传感器一端固定于底座，另一端与支架中心位置连接。
4.根据权利要求1所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，垫块包括底块和底块上面的顶块，底块截面大于标准撞击器底部的撞击锤下落孔的截面，顶块截面小于等于标准撞击器底部的撞击锤下落孔的截面。
5.根据权利要求2所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，支撑柱的上表面低于称重板的上表面，或支撑柱的上表面与称重板的上表面在同一平面。
6.根据权利要求1所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，所述称重传感器的采样频率≥500Hz。
7.根据权利要求1所述的标准撞击器的撞击锤质量检测装置，其特征在于，还包括信号采集仪，与称重传感器通信连接，接收称重传感器传输的模拟信号，输出数字信号。
8.标准撞击器的撞击锤质量检测方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一所述标准撞击器的撞击锤质量检测装置，步骤如下：
获取标准撞击器整机质量；将标准撞击器整机摆放在支架上；
a）将垫块放置于固定状态的撞击锤下，通过垫块支撑撞击锤固定，剩余一个待测撞击锤；
b）待测撞击锤从被提起状态变化为自由落体状态，自由下落状态时称重传感器产生第一信号；
c）根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量；
d）重复a）-c）计算所有撞击锤质量。
9.根据权利要求8所述的标准撞击器的撞击锤质量检测方法，其特征在于，还包括步骤：待测撞击锤从自由下落状态变化为撞击到支撑柱状态，撞击到支撑柱状态时称重传感器产生第二信号。
10.电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，处理器接收采用权利要求8所述撞击锤质量检测方法产生的称重传感器传输的第一信号，根据第一信号计算待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量，根据待测撞击锤自由落体状态下的标准撞击器质量和撞击器整机质量计算单个撞击锤质量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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