CN210774469U - 一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，包括：超声探头，用于与待测螺杆相连，向待测螺杆的一端发射超声信号，并接收超声信号经待测螺杆另一端反射后的反射信号；超声激发装置，超声激发装置与超声探头相连，其用于驱动超声探头发射超声信号；信号采集装置，信号采集装置与超声探头相连，其用于采集超声探头发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头接收的反射信号，并记录接收时间；处理主机，处理主机与超声激发装置、信号采集装置均相连，其用于结合预设公式计算并得到待测螺杆的紧固力，涉及桥梁施工检测设备领域。本实用新型智能化程度更高，能够快速检测索夹螺杆的紧固力，检测精度高，节省人力、物力与时间成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁施工检测设备领域，具体是涉及一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置。
背景技术
悬索桥索夹是悬索桥上部结构的主要构件之一，在使用过程的主要病害是索夹在主缆上发生滑移，其原因是索夹螺杆紧固力不足，我国公路桥涵养护规范(2004)3.3.9条要求检查“悬索桥吊杆上端与主缆索的索夹是否松动、移位和破损”，公路桥梁技术状况评定标准 (2011)7.2.1条中也将索夹滑移大于10mm视为严重的缺损。
索夹螺杆紧固力的传统检测是采用千斤顶来辅助进行的，具体过程是千斤顶持续张拉至螺杆的螺母可以转动，此时千斤顶的张拉荷载被认为是螺杆紧固力。但是，由于螺母、垫块与索夹接触面的粗糙度问题，且螺杆螺纹本身的加工情况存在一定的误差，即使当千斤顶张拉荷载等于螺杆紧固力时，螺母也是很难拨动的。因此，实际工程中，通常需要千斤顶的张拉荷载大于螺杆紧固力的10％-40％，个别情况下需要张拉荷载更大时，才能够拨动螺母。因此，采用千斤顶来进行索夹螺杆紧固力检测过程较复杂，耗时耗力，且精度不高，很难满足工程需求，亟需设计一种检测方便，且精度较高的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种能够快速进行索夹螺杆紧固力检测，且检测精度较高的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置。
本实用新型提供一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，包括：
超声探头，所述超声探头用于与待测螺杆相连，向所述待测螺杆的一端发射超声信号，并接收所述超声信号经待测螺杆另一端反射后的反射信号；
超声激发装置，所述超声激发装置与所述超声探头相连，其用于驱动超声探头发射超声信号；
信号采集装置，所述信号采集装置与所述超声探头相连，其用于采集所述超声探头发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头接收的反射信号，并记录接收时间；
处理主机，所述处理主机与超声激发装置、信号采集装置均相连，其用于控制超声激发装置和信号采集装置执行相应动作，以及接收所述发射时间和接收时间，并结合预设公式计算并得到待测螺杆的紧固力。
在上述技术方案的基础上，所述处理主机还用于计算所述发射时间与所述接收时间的时间差t；
所述预设公式如下：
F＝K×t-B
式中，F为待测螺杆的紧固力，K为待测螺杆的线性系数，B为常数。
在上述技术方案的基础上，所述信号采集装置包括信号调理器和数据采集器，所述信号调理器与数据采集器相连，信号调理器用于将超声信号和反射信号的频率变送至数据采集器的采集频率，数据采集器用于采集变送频率后的超声信号，并记录发射时间，以及采集变送频率后的反射信号，并记录接收时间。
在上述技术方案的基础上，所述数据采集器的采集频率为 80MHz。
在上述技术方案的基础上，所述悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置还包括显示装置，所述显示装置与所述处理主机相连，其用于显示处理主机的计算结果。
在上述技术方案的基础上，所述超声探头发射的超声信号为脉冲超声信号。
在上述技术方案的基础上，所述超声探头的中心频率为5MHz。
在上述技术方案的基础上，所述超声激发装置的激发电压为 200V。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
本实用新型的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置采用超声探头向待测螺杆的一端发射超声信号，并接收超声信号经待测螺杆另一端反射后的反射信号，经过信号采集装置采集超声探头发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头接收的反射信号，并记录接收时间，通过处理主机计算即可得出待测螺杆的紧固力，与传统检测设备相比，本实用新型的智能化程度更高，能够快速检测索夹螺杆的紧固力，检测精度高，更加符合目前的施工使用需求；并且，不需要使用千斤顶设备辅助检测，节省人力、物力与时间成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置与待测螺杆连接的结构示意图。
附图标记：1—超声探头，2—超声激发装置，3—信号采集装置， 31—信号调理器，32—数据采集器，4—处理主机，5—待测螺杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，包括：超声探头1、超声激发装置2、信号采集装置3、处理主机4。
所述超声探头1用于与待测螺杆5相连，向所述待测螺杆5的一端发射超声信号，并接收所述超声信号经待测螺杆5另一端反射后的反射信号；所述超声激发装置2与所述超声探头1相连，其用于驱动超声探头1发射超声信号；所述信号采集装置3与所述超声探头1相连，其用于采集所述超声探头1发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头1接收的反射信号，并记录接收时间；所述处理主机4与超声激发装置2、信号采集装置3均相连，其用于控制超声激发装置2和信号采集装置3执行相应动作，以及接收所述发射时间和接收时间，并结合预设公式计算并得到待测螺杆5的紧固力。
本实用新型的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置采用超声探头1 向待测螺杆5的一端发射超声信号，并接收超声信号经待测螺杆5另一端反射后的反射信号，经过信号采集装置3采集超声探头1发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头1接收的反射信号，并记录接收时间，通过处理主机4计算即可得出待测螺杆的紧固力，与传统检测设备相比，本实用新型的智能化程度更高，能够快速检测索夹螺杆的紧固力，检测精度高，更加符合目前的施工使用需求；并且，不需要使用千斤顶设备辅助检测，节省人力、物力与时间成本。
在本实施例中，优选的，所述处理主机4还用于计算所述发射时间与所述接收时间的时间差t；
所述预设公式如下：
F＝K×t-B
式中，F为待测螺杆5的紧固力，K为待测螺杆5的线性系数， B为常数。
所述发射时间与所述接收时间的时间差t即为超声探头1发射超声信号至超声探头1接收到所述超声信号经待测螺杆5另一端反射后的反射信号所需时间t，即为待测螺杆5的回波声时，根据经验公式即可由回波声时t计算出待测螺杆5的紧固力。
K为预先对材料、规格、型号相同的螺杆进行试验标定，通过线性拟合得到的线性系数；B为通过试验得出的常数。
以下结合具体试验数据对本实施例进行进一步说明：
如在一次悬索桥索夹螺杆紧固力检测过程中，测得超声探头1发射超声信号至超声探头1接收到所述超声信号经待测螺杆5另一端反射后的反射信号所需时间t＝369.825μs，而事先对该种螺杆进行试验标定，通过线性拟合到的线性系数K＝330KN/μs，常数B＝121000KN，则利用公式F＝K×t-B，将以上三项代入其中计算可得F＝1042.25KN，则待测螺杆5的紧固力为1042.25KN，且该计算过程可采用计算机来完成，步骤简单，检测效率高，且检测精度也较高。
在本实施例中，优选的，所述信号采集装置3包括信号调理器 31和数据采集器32，所述信号调理器31与数据采集器32相连，信号调理器31用于将超声信号和反射信号的频率变送至数据采集器32 的采集频率，数据采集器32用于采集变送频率后的超声信号，并记录发射时间，以及采集变送频率后的反射信号，并记录接收时间。为了提高检测精度，数据采集器32采用高频采集，为了满足数据采集器32的采集频率，采用信号调理器31对信号进行滤波及变送；进一步，所述数据采集器32的采集频率为80MHz。
在本实施例中，优选的，还包括显示装置，所述显示装置与所述处理主机4相连，其用于显示处理主机4的计算结果；设置显示装置便于操作人员方便地读取检测装置测得的检测结果，以便于对螺杆进行下一步的操作。
在本实施例中，优选的，所述超声探头1发射的超声信号为脉冲超声信号；进一步，所述超声探头1的中心频率为5MHz；进一步，所述超声激发装置2的激发电压为200V；脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号相比，波形之间在Y轴不连续，即波形与波形之间有明显的间隔，但具有一定的周期性。
本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于，包括：
超声探头(1)，所述超声探头(1)用于与待测螺杆(5)相连，向所述待测螺杆(5)的一端发射超声信号，并接收所述超声信号经待测螺杆(5)另一端反射后的反射信号；
超声激发装置(2)，所述超声激发装置(2)与所述超声探头(1)相连，其用于驱动超声探头(1)发射超声信号；
信号采集装置(3)，所述信号采集装置(3)与所述超声探头(1)相连，其用于采集所述超声探头(1)发射的超声信号，并记录发射时间，以及采集超声探头(1)接收的反射信号，并记录接收时间；
处理主机(4)，所述处理主机(4)与超声激发装置(2)、信号采集装置(3)均相连，其用于控制超声激发装置(2)和信号采集装置(3)执行相应动作，以及接收所述发射时间和接收时间，并通过计算得到待测螺杆(5)的紧固力。
2.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述信号采集装置(3)包括信号调理器(31)和数据采集器(32)，所述信号调理器(31)与数据采集器(32)相连，信号调理器(31)用于将超声信号和反射信号的频率变送至数据采集器(32)的采集频率，数据采集器(32)用于采集变送频率后的超声信号，并记录发射时间，以及采集变送频率后的反射信号，并记录接收时间。
3.如权利要求2所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述数据采集器(32)的采集频率为80MHz。
4.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置还包括显示装置，所述显示装置与所述处理主机(4)相连，其用于显示处理主机(4)的计算结果。
5.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述超声探头(1)发射的超声信号为脉冲超声信号。
6.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述超声探头(1)的中心频率为5MHz。
7.如权利要求1所述的悬索桥索夹螺杆紧固力检测装置，其特征在于：所述超声激发装置(2)的激发电压为200V。
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2019
- 2019-07-04 CN CN201921040861.7U patent/CN210774469U/zh active Active
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