CN203908997U - Docter冲击回波系统能量触发装置 - Google Patents

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，能够彻底的使人工劳动脱离出来，使工作效率大大提高。

Description

Docter冲击回波系统能量触发装置

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；所述冲击球包括直径分别为2mm、3mm和5mm的三种钢球；所述枪管外径为10mm，内径为6mm，在所述枪管的上部设有直径为6mm的进球孔；所述加速装置包括加速板、发射弹簧和枪栓，所述发射弹簧的压缩量为40毫米，刚度系数k＝2.5n/mm，所述加速板固定在所述发射弹簧的前端，所述加速板的直径和厚度分别为5mm和2mm，在加速板中心位置嵌入有直径为3mm的永久磁铁；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，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：

$H=\frac{{\mathrm{bV}}_P}{2f}---\left(1\right)$

式中：H——板厚或缺陷深度(mm)；V_P——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 (1)

1.一种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；所述冲击球包括直径分别为2mm、3mm和5mm的三种钢球；所述枪管外径为10mm，内径为6mm，在所述枪管的上部设有直径为6mm的进球孔；所述加速装置包括加速板、发射弹簧和枪栓，所述发射弹簧的压缩量为40毫米，刚度系数k＝2.5n/mm，所述加速板固定在所述发射弹簧的前端，所述加速板的直径和厚度分别为5mm和2mm，在加速板中心位置嵌入有直径为3mm的永久磁铁；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，所述出球孔中心与所述枪管出口的距离为5mm。