CN211478169U - 一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 - Google Patents
一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211478169U CN211478169U CN202020166886.8U CN202020166886U CN211478169U CN 211478169 U CN211478169 U CN 211478169U CN 202020166886 U CN202020166886 U CN 202020166886U CN 211478169 U CN211478169 U CN 211478169U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel bridge
- sensor
- end base
- receiving
- transmitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 18
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 claims abstract description 8
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000013028 emission testing Methods 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，包括裂纹检测机构和信息处理分析模块，所述裂纹检测机构包括多个子单元，所述子单元包括发射传感器、接收传感器、发射端底座和接收端底座，所述发射传感器与发射端底座固定连接，所述接收传感器与接收端底座固定连接，所述发射端底座与钢桥待检测平面检测区的正面固定连接，所述接收端底座与钢桥待检测平面检测区的背面固定连接；所述发射传感器和接收传感器分别与信息处理分析模块电连接。采用本申请的钢桥裂纹智能检测装置，具有构造简单、结果精确、能有效检测钢桥平面单元区域裂纹的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁或钢桥构件裂纹检测或监测技术领域，具体涉及一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置。
背景技术
疲劳裂纹是钢桥最常见且危害最大的病害类型之一，桥梁运营维护中，需要对桥梁进行定期或不定期的检测与评估，以有效检出疲劳裂纹并制定合适的维护方案。如何高效地检出在役钢桥的疲劳裂纹，已成为桥梁工程领域亟待解决的重要问题。当前，最常用、最经济的无损检测方法是目视检测，但其检出准确度和效率取决于检查员技术水平的高低；还可能因结构区域狭小，人员无法进入而受到阻碍。此外，无损检测方法如射线照相法、涡流检测法，只可以检测钢桥待检表面缺陷，不适用于材料内部裂纹检测，也很难确定裂纹大小和不规则形状。因此，有必要研发一种操作灵活、精确度高且适用于钢桥狭小空间的疲劳裂纹检测装置。
声发射检测是通过接收和分析材料的声波信号来评定结构完整性的实时动态无损检测方法。其显著优势还在于，大型结构可以使用相对较少的传感器进行监控，操作人员少、维护成本低。鉴于此，如何基于声发射原理研发一种能够精确、实时检测钢桥裂纹的装置，成为本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
本申请旨在解决现有钢桥检测中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提供一种构造简单、结果精确、能有效检测钢桥平面单元区域裂纹的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置。
本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，包括裂纹检测机构和信息处理分析模块，所述裂纹检测机构包括多个子单元，所述子单元包括发射传感器、接收传感器、发射端底座和接收端底座，所述发射传感器与发射端底座固定连接，所述接收传感器与接收端底座固定连接，所述发射端底座与钢桥待检测平面检测区的正面固定连接，所述接收端底座与钢桥待检测平面检测区的背面固定连接；所述发射传感器和接收传感器分别与信息处理分析模块电连接。
进一步，所述信息处理分析模块包括电连接的放大器、信号处理器、数据采集系统和分析模块。
进一步，所述发射传感器和接收传感器均通过超声波耦合剂层分别与发射端底座的预留孔和接收端底座的预留孔粘结固定连接。具体来说，在预留孔注入超声波耦合剂后，将发射传感器和接收传感器分别固定于发射端底座和接收端底座，传感器通常嵌入一半的深度。
进一步，所述发射端底座和接收端底座均与钢桥待检测平面检测区磁吸固定连接。具体来说，发射端底座和接收端底座可由强磁材料制成或者通过磁吸件与钢桥待检测平面检测区固定连接。
进一步，所述裂纹检测机构的多个子单元呈线性或平面阵列的方式布置在钢桥待检测平面检测区。
进一步，所述的信息处理分析模块基于波形的分析方法，执行快速数据采集并记录完整的波形。
进一步，所述的裂纹检测机构的子单元中的传感器基材层环氧树脂中加入了钨粉，且其外部均由油漆包裹。
具体的检测过程中包括如下实施步骤：
S1：对钢桥待检测平面检测区的传感器的固定位置用棉花蘸取酒精进行擦拭清洁，以便减少影响传感器精确性因素的存在；
S2：将发射端底座和接收端底座采用磁吸方式固定在钢桥待检测平面检测区的边缘；
S3：向发射端底座和接收端底座的预留孔中注入超声波耦合剂，并迅速将发射传感器和接收传感器分别拧入发射端底座和接收端底座，确保二者之间连接紧密；
S4：确保发射端底座和接收端底座与钢桥待检测平面检测区之间连接紧密；
S5：安装好的裂纹检测机构由所述的信息处理分析模块控制传感器工作，采集声发特性并将信号存储至数据采集系统；
S6：工作中的裂纹检测机构不断向信息处理分析模块输入信号，分析模块根据其输出的波形可进行自检并定位钢桥待检测平面检测区内可能存在的裂纹，并分析裂纹大小和形状；
S7：工作中的裂纹检测机构如出现发射端底座或接收端底座松动立即进行加固调整，之后重新进行上述S1至S6操作。
本实用新型的有益效果：
基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置能够实现无损检测，对原结构影响较小；通过裂纹检测机构检测某平面内的裂纹发展，能确定具体位置并提供大小与形状，结果精确，操作简单；可以为桥梁维护与加固提供实时检测数据，降低桥梁事故发生概率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型实施例的子单元示意图；
图2为本实用新型实施例的工作流程图；
图3为本实用新型实施例的声发射波形图。
图中：1、裂纹检测机构，2、信息处理模块，3、发射传感器，4、接收传感器，5、发射端底座，6、接收端底座，7、钢桥待检测平面检测区，8、放大器，9、信号处理器，10、数据采集系统，11、分析模块。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1-2所示，本实施例的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，包括裂纹检测机构1和信息处理分析模块2，所述裂纹检测机构1包括多个子单元，多个子单元呈线性或平面阵列的方式布置在钢桥待检测平面检测区，所述子单元包括发射传感器3、接收传感器4、发射端底座5和接收端底座6；所述信息处理分析模块2包括电连接的放大器8、信号处理器9、数据采集系统10和分析模块11。所述发射传感器3和接收传感器4均通过超声波耦合剂层分别与发射端底座5的预留孔和接收端底座6的预留孔粘结固定连接。具体来说，在预留孔注入超声波耦合剂后，将发射传感器3和接收传感器4分别固定于发射端底座5和接收端底座6，传感器通常嵌入一半的深度。进一步来说，所述的裂纹检测机构的子单元中的传感器基材层环氧树脂中加入了钨粉，且其外部均由油漆包裹。所述发射端底座5与钢桥待检测平面检测区7的正面固定连接，所述接收端底座6与钢桥待检测平面检测区的背面固定连接，具体来说，所述发射端底座5和接收端底座6均与钢桥待检测平面检测区7磁吸固定连接，优选地，发射端底座5和接收端底座6可由强磁材料制成或者通过磁吸件与钢桥待检测平面检测区7固定连接。所述发射传感器3和接收传感器4分别与信息处理分析模块2电连接。
具体的检测过程包括如下实施步骤：
S1：对钢桥待检测平面检测区的传感器的固定位置用棉花蘸取酒精进行擦拭清洁，以便减少影响传感器精确性因素的存在；
S2：将发射端底座和接收端底座采用磁吸方式固定在钢桥待检测平面检测区的边缘；
S3：向发射端底座和接收端底座的预留孔中注入超声波耦合剂，并迅速将发射传感器和接收传感器分别拧入发射端底座和接收端底座，确保二者之间连接紧密；
S4：确保发射端底座和接收端底座与钢桥待检测平面检测区之间连接紧密；
S5：安装好的裂纹检测机构由所述的信息处理分析模块控制传感器工作，采集声发特性并将信号存储至数据采集系统；
S6：工作中的裂纹检测机构不断向信息处理分析模块输入信号，分析模块根据其输出的波形可进行自检并定位钢桥待检测平面检测区内可能存在的裂纹，并分析裂纹大小和形状；
S7：工作中的裂纹检测机构如出现发射端底座或接收端底座松动立即进行加固调整，之后重新进行上述S1至S6操作。
在具体检测过程中，通过信息处理分析模块2分析声发特性可定位平面裂纹，并且提供大小和形状。所述的信息处理分析模块2是基于波形的分析方法，执行快速数据采集并记录完整的波形，图3为得到的波形图，通过时间和负载数的相关性可以区分真实信号和虚假信号(噪声)，有助于精准评估钢桥的裂纹位置与大小。
在具体的检测过程中，参照图2，通过激活不同的传感器而实现不同裂纹检测效果，具体如下：若同时激活一个发射，传感器3与三个接收传感器4，则分析结果可精确检测发射传感器3附近裂纹状况，其他区域精度较低；反之，若同时激活三个发射传感器3与一个接收传感器4，则分析结果可精确检测接收传感器4附近裂纹的状况，其他区域精度较低；若同时激活两个发射传感器3与接收传感器4，则其精度位于上述两种区域之间，可用于检测整个区域。
综上所述，本实施例的钢桥裂纹智能检测装置能够实现无损检测，对原结构影响较小；通过裂纹检测机构检测某平面内的裂纹发展，能确定具体位置并提供大小与形状，结果精确，操作简单；可以为桥梁维护与加固提供实时检测数据，降低桥梁事故发生概率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，其特征在于：包括裂纹检测机构和信息处理分析模块，所述裂纹检测机构包括多个子单元，所述子单元包括发射传感器、接收传感器、发射端底座和接收端底座，所述发射传感器与发射端底座固定连接，所述接收传感器与接收端底座固定连接，所述发射端底座与钢桥待检测平面检测区的正面固定连接，所述接收端底座与钢桥待检测平面检测区的背面固定连接；所述发射传感器和接收传感器分别与信息处理分析模块电连接。
2.根据权利要求1所述的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，其特征在于：所述信息处理分析模块包括电连接的放大器、信号处理器、数据采集系统和分析模块。
3.根据权利要求2所述的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，其特征在于：所述发射传感器和接收传感器均通过超声波耦合剂层分别与发射端底座的预留孔和接收端底座的预留孔粘结固定连接。
4.根据权利要求3所述的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，其特征在于：所述发射端底座和接收端底座均与钢桥待检测平面检测区磁吸固定连接。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置，其特征在于：所述裂纹检测机构的多个子单元呈线性或平面阵列的方式布置在钢桥待检测平面检测区。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020166886.8U CN211478169U (zh) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | 一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020166886.8U CN211478169U (zh) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | 一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211478169U true CN211478169U (zh) | 2020-09-11 |
Family
ID=72374271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020166886.8U Expired - Fee Related CN211478169U (zh) | 2020-02-12 | 2020-02-12 | 一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211478169U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113418986A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-21 | 安徽中科昊音智能科技有限公司 | 一种用于桥梁隧道的声纹检测系统 |
-
2020
- 2020-02-12 CN CN202020166886.8U patent/CN211478169U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113418986A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-21 | 安徽中科昊音智能科技有限公司 | 一种用于桥梁隧道的声纹检测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7299697B2 (en) | Method and system for inspecting objects using ultrasound scan data | |
| US7712369B2 (en) | Array-based system and method for inspecting a workpiece with backscattered ultrasonic signals | |
| CN102183582B (zh) | 超声波无损检测装置及其方法 | |
| US6823736B1 (en) | Nondestructive acoustic emission testing system using electromagnetic excitation and method for using same | |
| CN106770669A (zh) | 基于多模式声束合成孔径聚焦的缺陷二维形貌成像检测方法 | |
| US8914244B2 (en) | Apparatus and method for inspecting laminated structure | |
| CN103604868B (zh) | 基于合成孔径及信息熵的波纹管压浆质量检测装置及方法 | |
| CN104345092A (zh) | 一种扫查式激光超声检测方法及其系统 | |
| Michaels et al. | Application of acoustic wavefield imaging to non‐contact ultrasonic inspection of bonded components | |
| CN103353480A (zh) | 一种机车轮轴超声自动探伤方法及装置 | |
| CN106841392A (zh) | 一种用于核电站boss焊缝的相控阵超声检测方法 | |
| KR20100121818A (ko) | 배관 마모 모니터링 시스템 및 그 방법 | |
| CN211478169U (zh) | 一种基于声发射原理的钢桥裂纹智能检测装置 | |
| CN101281166A (zh) | 一种永磁磁扰动无损检测方法与装置 | |
| CN106645399B (zh) | 一种复合材料损伤检测评估方法和系统 | |
| CN104849351A (zh) | 一种基于非接触空气耦合的表面声阻抗检测方法及系统 | |
| CN109030625B (zh) | 一种复合材料粘接缺陷检测的装置及方法 | |
| Tan et al. | Structural health monitoring of bridges using acoustic emission technology | |
| CN109298076B (zh) | 一种基于Lamb波的主动式阀门内漏损伤检测系统及方法 | |
| CN203117167U (zh) | 公路钢桥用超声波检测装置 | |
| CN109580720A (zh) | 一种钢结构桥梁桥面板焊缝损伤的实时检测装置 | |
| Gieske et al. | Nondestructive evaluation (NDE) of composite/metal bond interface of a wind turbine blade uskng an acousto-ultrasonic technique | |
| CN206876643U (zh) | 一种压力恒定的超声波检测探头 | |
| US11885767B2 (en) | Automated scan data quality assessment in ultrasonic testing | |
| KR100820304B1 (ko) | Ｎｄｔ설비를 이용한 백피봉강의 결함 검출 장치와 이를이용한 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200911 |