CN203705402U - Docter冲击回波系统能量触发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种Docter冲击回波系统能量触发装置,由冲击球、枪管、加速装置、触发装置和枪壳组成。本实用新型采用能量触发装置代替Docter冲击回波系统的钢制小锤,代替人工敲击,克服了现有Docter冲击回波系统在检测结构物内部缺陷中存在的不足,既满足Docter冲击回波系统检测结构物内部缺陷的精度要求,又能提高其检测效率。操作方便且易于携带,工作效率显著提高。此装置仅需简单培训即可操作,且对操作人员没有特殊要求,能够可以彻底的使人工劳动脱离出来,使工作效率大大提高。
Description
技术领域:
本实用新型涉及一种混凝土结构无损检测设备,尤其涉及一种适用于Docter冲击回波系统的能量触发装置。
背景技术:
实际工程中存在多数构件不具备超声法的检测条件,如水闸及渠道等建筑物的边墩、闸底板、顶板、衬砌等只有单一可测面,可采用Docter冲击回波系统进行检测,该系统配有三种直径的冲击球(实际是球状锤击面的手锤),但在实际检测中,常带来如下问题:
(1)在检测过程中需人工操作冲击球敲击被检测面,多次敲击后易导致操作人员疲劳;
(2)冲击球的手柄在多次敲击后易发生弯曲甚至折断;
(3)在检测过程中冲击球经常由于操作失误撞击到接收装置,造成无效信号。
(4)由于人工操作冲击球,很难保证每次的敲击的力度和每次敲击点与接收器的距离相同。
实用新型内容:
本实用新型的目的在于克服现有Docter冲击回波系统在检测结构物内部缺陷中存在的不足,提供一种能够无需人工弹性敲击的冲击回波能量触发装置,代替目前的手锤,既满足Docter冲击回波系统检测结构物内部缺陷的精度要求,又能提高其检测效率。
本实用新型的技术方案是以下述方式实现的:
一种Docter冲击回波系统能量触发装置,由冲击球、枪管、加速装置、触发装置和枪壳组成,在所述枪管的上部设有进球孔;所述加速装置包括加速板、发射弹簧和枪栓,所述加速板固定在所述发射弹簧的前端,在加速板中心位置嵌有永久磁铁;所述枪壳固定在所述枪管后端下部,所述触发装置包括扳机、撞针和复位弹簧;在所述枪管的下部设有出球孔。
进一步地,所述枪管外径为10mm。
进一步地,所述枪管内径为6mm。
进一步地,所述冲击球的直径分别为2mm、3mm和5mm。
进一步地,所述进球孔的直径为6mm。
进一步地,所述发射弹簧的压缩量为40毫米,刚度系数k=2.5n/mm。
进一步地,所述加速板的直径和厚度分别为5mm和2mm。
进一步地,所述永久磁铁的直径为3mm。
进一步地,所述出球孔中心与所述枪管出口的距离为5mm。
本实用新型的Docter冲击回波系统能量触发装置,具有以下优点:
(1)操作方便且易于携带,工作效率显著提高。此装置仅需简单培训即可操作,且对操作人员没有特殊要求,能够可以彻底的使人工劳动脱离出来,使工作效率大大提高。
(2)操作具有可再现性。人工弹性敲击产生的能量每一次均有不同程度的差异,采用Docter冲击回波系统能量触发装置后,每次激发的能量均相同。
(3)可重复使用,投资少,简单易行。单台Docter冲击回波系统能量触发装置制作费用约1000元,加之可重复使用,降低了无损检测的成本。
(4)产生无效波形的概率降低,提高了数据的科学性。
附图说明:
图1为本实用新型Docter冲击回波系统能量触发装置剖面图;
图2为采用本实用新型的装置得到的被测试板结构频谱图;
图3为采用本实用新型的装置得到的被测试板完好处典型频谱图;
图4为采用本实用新型的方装置得到的被测试板缺陷处典型频谱图。
图中,1为枪管,2为进球孔,3为冲击球,4为加速板,5为发射弹簧,6为枪栓,7为撞针,8为复位弹簧,9为枪壳,10为出球孔,11为混凝土,Δl为发射弹簧压缩量。
具体实施方式:
下面结合实施例和附图1-4对本实用新型作进一步说明:
本实用新型的Docter冲击回波系统能量触发装置,结构参考了普通的钢珠枪结构,发射原理、触发装置的触发原理也与现有的钢珠枪的原理相同,由冲击球3、枪管1、加速装置、触发装置和枪壳9组成。所述冲击球3包括直径分别为2mm、3mm和5mm的三种钢球。所述枪管1采用外径为10mm,内径为6mm的钢管制成,在所述枪管1的上部设有直径为6mm的进球孔2。所述加速装置包括加速板4、发射弹簧5和枪栓6,所述发射弹簧5的选配非常关键,由于目的不同,本实用新型的能量触发装置的发射弹簧不同于钢珠枪的发射弹簧,发射后冲击球的撞击力度要符合Docter冲击回波系统检测的要求。经过多次试验和验证,将所述发射弹簧5的压缩量(Δl)确定为40毫米,刚度系数k=2.5n/mm。所述加速板4固定在所述发射弹簧5的前端,所述加速板4的直径和厚度分别为5mm和2mm。在加速板4中心位置嵌入直径为3mm的永久磁铁,防止冲击球3在发射前滚动。所述枪壳9固定在所述枪管1后端下部,用于保护触发装置内部的结构,同时也是握把。所述触发装置包括扳机、撞针7和复位弹簧8。在所述枪管1的下部设有出球孔10,用于冲击球3撞击到被检测构件反弹回枪管后的出口,所述出球孔10中心与所述枪管1出口的距离为5mm。
使用时,将Docter冲击回波系统的接收器探头布设在混凝土构件表面,将所述专用的能量触发装置的所述枪栓6拉至预定位置,将所述冲击球3通过进球孔2放入所述枪管1内,将所述枪管1出口垂直紧贴所述接收器探头附近的混凝土构件表面,扣动扳机弹出冲击球3。
所述冲击球3撞击混凝土表面,激发一弹性波,产生一反射波传回混凝土表面,并被附近的所述接收器探头接收,并传输到数据采集仪,存储在计算机中,并通过滤波、快速傅立叶变换,将时间域信号转换为频率域信号;根据峰值频率,利用公式(1)确定结构混凝土的厚度或缺陷深度:
式中:H——板厚或缺陷深度(mm);VP——p波(纵波)速度(m/s);
f——频率(kHz);b——几何结构形状系数:对于板状结构物,b取值为0.96;对于圆柱状结构物,b取值为0.92;对于方形梁,b取值为0.87。
应用实例:采用本实用新型的方法检测一个带有缺陷的混凝土板,板几何尺寸为2.0m×1.0m×0.3m(长×高×宽),混凝土强度设计等级为C20。采用Docter冲击回波系统配置的敲击锤手动敲击时,常常形成无效信号,一个有效信号常常需要敲击多次。采用图1所示的能量触发装置测试时,一次激发基本能采集到有效信号,效率明显提高。采用透射法测得P波(纵波)波速为3969m/s。现场测试频域图,两处完好无缺陷测点的频谱图分别见图2和图3。在图2中有一高峰,应是板底对应的主频值(5.86kHz),依据公式(1)可计算得该处的实际板厚为mm。在图3,板底对应的主频值6.35kHz,依据公式(1)可计算得该处的实际板厚为300mm。典型缺陷处频谱图见图4,利用公式(1)可计算出缺陷处板厚度为557mm(可称为折算厚度)。
Claims (9)
1.一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,由冲击球、枪管、加速装置、触发装置和枪壳组成,在所述枪管的上部设有进球孔;所述加速装置包括加速板、发射弹簧和枪栓,所述加速板固定在所述发射弹簧的前端,在加速板中心位置嵌有永久磁铁;所述枪壳固定在所述枪管后端下部,所述触发装置包括扳机、撞针和复位弹簧;在所述枪管的下部设有出球孔。
2.根据权利要求1所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述枪管外径为10mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述枪管内径为6mm。
4.根据权利要求3所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述冲击球的直径分别为2mm、3mm和5mm。
5.根据权利要求4所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述进球孔的直径为6mm。
6.根据权利要求1所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述发射弹簧的压缩量为40毫米,刚度系数k=2.5n/mm。
7.根据权利要求5所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述加速板的直径和厚度分别为5mm和2mm。
8.根据权利要求1所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述永久磁铁的直径为3mm。
9.根据权利要求1所述的一种Docter冲击回波系统能量触发装置,其特征在于,所述出球孔中心与所述枪管出口的距离为5mm。
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CN107703161A (zh) * | 2017-06-06 | 2018-02-16 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种冲击应力波检测系统 |
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WO2018223940A1 (zh) * | 2017-06-06 | 2018-12-13 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种冲击应力波检测系统 |
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