CN209841601U - 一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，所述灌浆检测装置包括：信号接收部和信号发生部；信号接收部包括若干传感器和传感器夹持件；若干传感器通过传感器夹持件固定为一个整体，每个传感器分别对应连接一个信号采集线；信号发生部包括：激振发生按钮、激振发生件、激振回弹件、激振出口件；激振发生按钮用于控制激振发生件的开关，激振发生件与激振回弹件连接，激振回弹件与激振出口件连接；提高冲击弹性波信号的稳定性和重复性，减少采集信号的误差，在波速标定时也能明显提高标定效率。

Description

一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置

技术领域

本发明涉及机械、土木、冶金等检测测试装置领域，具体地，涉及一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置。

背景技术

在利用冲击弹性波对测试的对象进行无损检测时，冲击弹性波的振幅、频率、相位、时间、速度等是常用到的检测参数，而传感器的特性和在信号采集过程中激振的方式是影响这些参数的主要因素。

传感器的主要性能指标有质量、灵敏度、频响范围、固有频率、横向灵敏度、温度范围以及抗冲击性等指标。其中，对传感器测试结果影响较大的因素主要有：

1、传感器的质量：如果加速度计的动态质量接近被测结构物的动态质量，则会使振动产生明显的衰减和频率的下降，传感器的质量与灵敏度往往成正比，在满足灵敏度的条件下，为避免接收的振动信号的衰减和频率下降，保证测试的方便，应尽量选用质量小的传感器；

2、灵敏度：对于测试信号而言，当然是灵敏度越高越好。但灵敏度高的传感器一般质量大、频响范围窄，容易受到杂波的影响；

3、频响范围：一般指频响特性曲线中平坦的部分(如图1所示)，对于频率在该范围中的振动信号，传感器的输入值与振动幅值的比例一定。一般来说，共振频率越高的传感器，频响范围越宽，但灵敏度也越低。传感器频响范围内曲线是在完全理想的工况下得到的，实际使用时的频响范围要窄一些。

激振方式:激振方式目前主要分为人工激振和自动激振。

人工激振：人工敲击测试物体表面(如图2所示)。可以根据实际情况选择不同直径大小、材质的激振锤，激振力度大小灵活。但激振力度稳定性和可重复性较差，测试效率偏低，比较依赖于测试人员的经验和操作水平。

自动激振：电磁铁作为激振的动力源，根据实际情况调整脉冲电压的大小控制激振力度，测试结果稳定性好，效率高。

现有高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测传感器是采用人工按压方式固定，激振方式为人工激振。

综上所述，对于高速铁路桥梁孔道灌浆进行动力检测和测试时，有以下特点：

对测试对象进行定量检测时，现场测试花费时间较多，因此对测试效率有较高要求；

现有的测试用的是单通道一个加速度传感器作为冲击弹性波信号接收端，稳定性和可重复性不是很好，同一个测试点目前只激振了一次，测试结果对误差的容错率较低。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术短板问题提供一种适用于高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测的装置。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，所述灌浆密实度检测装置包括：

信号接收部和信号发生部；信号接收部包括若干传感器和传感器夹持件；若干传感器通过传感器夹持件固定为一个整体，每个传感器分别对应连接一个信号采集线；信号发生部包括：激振发生按钮、激振发生件、激振回弹件、激振出口件；激振发生按钮用于控制激振发生件的开关，激振发生件与激振回弹件连接，激振回弹件与激振出口件连接。

优选的，所述传感器夹持件包括第一外壳，第一外壳上设有若干信号采集线孔，第一外壳内设有空腔，传感器的一端夹持固定在第一外壳内，且若干传感器呈均匀分布，传感器的信号采集端延伸至第一外壳外，且若干传感器的信号采集端位于同一平面内。

优选的，每个传感器均对应设有支座结构，支座结构包括：第二外壳、弹簧、传感器外套，传感器的一端套设在传感器外套内，传感器的信号采集端延伸至传感器外套外，第二外壳为圆筒状，第二外壳内底部设有弹簧，传感器外套一端延伸至第二外壳内与弹簧接触。

优选的，考虑到稳定性和耐磨性，传感器外套为尼龙材质。

优选的，所述灌浆密实度检测装置还包括：第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件；第一杆件一端通过螺纹结构与传感器夹持件连接，第一杆件另一端与第一弯杆一端连接，第一弯杆另一端与第二杆件一端连接，第二杆件另一端与第二弯杆一端连接，第二弯杆另一端与第三杆件一端连接，第三杆件另一端与激振发生件连接。

优选的，激振发生按钮设置在第二杆件上。

优选的，第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件的长度均可调整。可以根据测试的需要调节激振点和接收点的间距，保证信号最优化在测试时，测试人员单手就可以完成信号的采集过程，相对于传统的采集方式要方便很多。

优选的，第一杆件与传感器夹持件之间涂抹有耦合剂。在支架与传感器支座间涂抹适量的耦合剂增大阻尼减少外力对信号波形的干扰。

优选的，第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件依次连接呈U型状。设计为U型便于操作人员在测试时提拿U型的中间部分，设计为U型便于信号发送部和信号接收部同时与待测物接触面接触。

优选的，激振出口件的端面与传感器的信号采集端面平行，检测时，激振出口件激振输出方向的中心线与检测对象的接触面垂直。保证激振信号的质量和信噪比。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型将激振器和若干个加速度传感器集中在一起，不同于现有的单通道单传感器，它能提高冲击弹性波信号的稳定性和重复性，减少采集信号的误差，在波速标定时也能明显提高标定效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是频响特性曲线示意图；

图2是人工敲击测试物体表面示意图；

图3-图4为本实用新型的结构示意图；

图5为带支座传感器结构示意图；

其中，1、传感器夹持装置，2、固定传感器装置用的螺钉，3、传感器端连接杆件装置， 4、连接专用弯头，5、激振装置动作按钮，6、激振段弯头，7、杆件，8、脉冲电磁铁部，9、冲击回弹部，10、激振出口，11、信号线出口，12、传感器，13、尼龙套，14、弹簧，15、支座外壳。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供了本实用新型通过下述技术方案实现：

一种适用于高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测的装置，包括两个带卡座加速度传感器、脉冲自动激振装置、连接两个传感器和自动激振装置的支架、激振装置主要包括激振回弹部件和动力部件(电磁铁)以及激振控制按钮。

本方案将激振器和两个加速度传感器集中在一起，传感器是带有支座的(结构如图5所示)，带支座传感器与支架通过螺钉固定连接，在支架与传感器支座间涂抹适量的耦合剂增大阻尼减少外力对信号波形的干扰。传感器与激振装置连接的部件长度距离是可调的，可以根据测试的需要调节激振点和接收点的间距，保证信号最优化在测试时，测试人员单手就可以完成信号的采集过程，相对于传统的采集方式要方便很多。通过电压大小控制电磁铁进而控制激振力度，避免了人工激振力度不均匀的情况，保证激振信号的稳定性和重复性。

激振装置端头与固定两个传感器的支架形成点、面配合的结构，一起保障整个系统的稳定性，避免测试时出现晃动的情况。

整个装置在影响加速度传感器与被测对象刚性接触的前提下，通过部件保证加速度传感器与被测物体垂直接触，减小动态误差，提高信号品质。

如图3-图4所示的一种适用于孔道灌浆密实度检测(高速铁路桥梁)的装置，主要包括传感器冲击弹性波信号接收部和信号发生部(激振)，接收部包括特制的带支座的传感器，所述传感器的型号为S21C，支座结构如图5所示，主要包括外壳、弹簧和尼龙材质的传感器外套，带支座的传感器最大的作用是保证每次测试时传感器的按压力度是固定的(等于弹簧的回弹力值)，将两个带支座的传感器通过图一中的螺钉位置固定于装置中，每个传感器信号线都可以通过信号线出口引出从而避免在现场测试时信号线的缠绕，连接专用弯头和激振段弯头连接体的长度可以通过相互的配合调节到测试需要的长度。也可用方柱中空和板状结构实现，需要说明的是，采用其他结构实现本目的结构也在本方案的保护范围内，本实施例给出的技术方案仅在于解释说明，便于本领域技术人员的理解实现，并不对本方案的保护范围构成限定。

信号发生部主要集成于激振动作按钮、激振回弹部和激振出口。

在设备连接完成后，将整个装置顺着孔道放置，轻压，在支座支架和激振出口特有结构的共同作用下，整个装置基本保持水平，确保与接触面是处于相对垂直的位置，保证激振信号的质量和信噪比，这时按压激振动作按钮，电磁铁出现击打动作，在回弹部件的作用下回缩，避免出现二次激振的情况，保证信号采集的准确和高效。

测点布置，在孔道表面按照间距0.2m间距布置测点。测点间距是考虑到工作效率和检测准确度综合最优结果，间距越小测试结果越准确。

本装置的使用方法如下：

孔道表面按照间距0.2m间距布置测点，将本装置通过电荷线连接到仪器主机；用手将本发明装置轻压于被测物表面，待整个装置稳固无晃动后按下激振按钮，产生激振，接收冲击弹性波信号。

本装置采用的是双通道双传感器、自动激振，相对于传统的单传感器、人工激振，能提高一定的效率，避免传统信号采集重复性和稳定性差的问题，增加了整个信号采集系统的容错率，有效保障信号数据的准确度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，所述灌浆密实度检测装置包括：

信号接收部和信号发生部；信号接收部包括若干传感器和传感器夹持件；若干传感器通过传感器夹持件固定为一个整体，每个传感器分别对应连接一个信号采集线；信号发生部包括：激振发生按钮、激振发生件、激振回弹件、激振出口件；激振发生按钮用于控制激振发生件的开关，激振发生件与激振回弹件连接，激振回弹件与激振出口件连接。

2.根据权利要求1所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，所述传感器夹持件包括第一外壳，第一外壳上设有若干信号采集线孔，第一外壳内设有空腔，传感器的一端夹持固定在第一外壳内，且若干传感器呈均匀分布，传感器的信号采集端部分延伸至第一外壳外，且若干传感器的信号采集端位于同一平面内。

3.根据权利要求2所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，每个传感器均对应设有支座结构，支座结构包括：第二外壳、弹簧、传感器外套，传感器的一端套设在传感器外套内，传感器的信号采集端不分延伸至第二外壳外，第二外壳为圆筒状，第二外壳内底部设有弹簧，传感器外套一端延伸至第二外壳内与弹簧接触。

4.根据权利要求3所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，传感器外套为尼龙材质。

5.根据权利要求1所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，所述灌浆检测装置还包括：第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件，杆件中空；第一杆件一端通过螺钉与传感器夹持件连接，第一杆件另一端与第一弯杆一端连接，第一弯杆另一端与第二杆件一端连接，第二杆件另一端与第二弯杆一端连接，第二弯杆另一端与第三杆件一端连接，第三杆件另一端与激振发生件连接。

6.根据权利要求5所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，激振发生按钮设置在第二杆件上。

7.根据权利要求5所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件的长度均可调整。

8.根据权利要求5所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，第一杆件与传感器夹持件之间涂抹有耦合剂。

9.根据权利要求5所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，第一杆件、第一弯杆、第二杆件、第二弯杆、第三杆件依次连接呈U型。

10.根据权利要求1所述的高速铁路桥梁孔道灌浆密实度检测装置，其特征在于，激振出口件的端面与传感器的信号采集端面平行，检测时，激振出口件激振输出方向的中心线与检测对象的接触面垂直。