CN212275668U - 一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，包括钢筋混凝土主体、混凝土垫块、冲击钢球、振动发生器、位移传感器、傅里叶变换仪、频谱显示仪；所述混凝土垫块支撑在钢筋混凝土主体下方；所述振动发生器带动冲击钢球进行竖直方向振动，所述位移传感器检测混凝土表面垂直方向的位移信号，所述傅里叶变换仪接受位移信号并转换为频域信号在所述频谱显示仪上显示。本实用新型在混凝土结构内部缺陷的定位检测方面有着较高的精度,且该检测方法不受混凝土内部金属材料的影响；由于冲击回波法检测媒介所使用的的是低频应力波，波长较大、穿透能力比较强，受混凝土结构内部钢筋影响较小。
Description
技术领域
本实用新型属于混凝土无损检测领域，更具体地涉及一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备。
背景技术
预应力混凝土结构因其特有的优势提高结构抗弯性能、减小截面高度在土木工程中得到了大面积应用,特别是在桥梁建设中,预应力混凝土结构的应用比例高达95％以上。然而实际工程中由于预应力管道压浆不密实易导致预应力钢筋长期裸露在潮湿的孔道中发生锈蚀，长期作用下易导致预应力钢筋的锈蚀断裂致使预应力发生损失,从而影响预应力混凝土结构的安全性和可靠性以及正常使用寿命，由此带来的结构安全问题日益突出。
作为结构质量评价的重要指标,混凝土强度传统的检测方法包括钻芯法和回弹法,钻芯法对结构有一定损伤而回弹法误差较大。基于此,实际工程中需要一种准确、方便的无损检测方法对预应力孔道压浆质量和混凝土强度进行检测。
冲击回波法是一种基于应力波的无损检测方法。冲击回波法作为一种新兴无损检测方法在这方面有着独到的优势,首先冲击回波法的检测媒介应力波在混凝土内部传播过程中受内部钢筋影响较小可以对结构内部情况进行准确探测,其次该方法测试过程方便快捷检测时仅需一个测试面即可对结构进行全面测试。
冲击回波法无损检测原理，即通过一个冲击钢球轻敲混凝土表面,产生的低频应力波(P波)有着较强的穿透能力，以球形波阵面向混凝土内部传播,在应力波传播过程中如遇到缺陷或界面(混凝土/空气)则会发生反射,当介质内部存在较大空洞时应力波还会沿空洞发生绕射传播,不同介质的波阻抗系数相差越大应力波反射越明显,应力波在不同界面之间的来回反射就会产生瞬态共振,瞬态共振形成的应力波使得测试结构表面位移发生变化。由放置在冲击点附近的位移传感器接收由这些反射波共振引起的混凝土表面垂直方向的位移信号,并将传感器接收所得的波形信号通过快速傅里叶变换(FFT)转化为频域信号频谱图。频谱图中的不同峰值频率反映了测试结构内部缺陷情况和结构厚度,根据频谱图中的峰值频率可计算得到测试结构内部缺陷深度或结构厚度，可以应用在混凝土结构厚度、表面裂缝深度和混凝土内部缺陷等方面的检测。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型设计出一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，对混凝土节结构内部缺陷的定位检测有较高的精度，且检测方法不受混凝土内部金属材料的影响；该检测方法检测媒介所用的是低频应力波波长较大，穿透能力比较强，受混凝土内部钢筋网格影响较小。
一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，包括钢筋混凝土主体、混凝土垫块、冲击钢球、振动发生器、位移传感器、傅里叶变换仪、频谱显示仪；所述混凝土垫块支撑在钢筋混凝土主体下方；所述振动发生器带动冲击钢球进行竖直方向振动，所述位移传感器检测混凝土表面垂直方向的位移信号，所述傅里叶变换仪接受位移信号并输出在所述频谱显示仪上。
优选地，所述钢筋混凝土主体放置在混凝土垫块上，保证钢筋混凝土主体与地面分离；钢筋混凝土主体测试表面打磨平整，保障传感器和钢筋混凝土主体测试面接触良好。
优选地，所述振动发生器与冲击钢球相连接，所述振动发生器带动冲击钢球按一定频率在竖直方向上下振动，所述冲击钢球在钢筋混凝土主体测试面落点为冲击点；
优选地，所述冲击钢球包含四个不同直径的小球，根据不同钢筋混凝土厚度需要选择不同直径的冲击钢球，保证其冲击作用所产生的应力波频率满足灌浆缺陷深度和混凝土结构厚度的检测要求。
优选地，所述位移传感器由五个位移探测器组成的直线型位移传感器，所述五个位移探测器分别检测距离所述冲击点2cm,4cm,8cm,12cm,15cm处混凝土表面垂直方向的位移信号。
优选地，所述位移传感器信号输出端与傅里叶变换仪相连，所述傅里叶变换仪将位移传感器接收所得的波形信号转化为频域信号在所述频谱显示仪上进行图像显示。
本实用新型的有益效果在于：冲击回波法在混凝土结构内部缺陷的定位检测方面有着较高的精度,且该检测方法不受混凝土内部金属材料的影响；由于冲击回波法检测媒介所使用的的是低频应力波，波长较大、穿透能力比较强，受混凝土结构内部钢筋影响较小。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图中，1-钢筋混凝土主体、2-混凝土垫块、3-冲击钢球、4-振动发生器、5-位移传感器、6-傅里叶变换仪、7-频谱显示仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型涉一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，包括钢筋混凝土主体(1)、混凝土垫块(2)、冲击钢球(3)、振动发生器(4)、位移传感器(5)、傅里叶变换仪(6)、频谱显示仪(7)；所述混凝土垫块(2)支撑在钢筋混凝土主体(1)下方；所述振动发生器(4)带动冲击钢球(3)进行竖直方向振动，所述位移传感器(5)检测混凝土表面垂直方向的位移信号，所述傅里叶变换仪(6)接受位移信号并输出在所述频谱显示仪(7)上。
优选地，所述钢筋混凝土主体(1)放置在混凝土垫块(2)上，保证钢筋混凝土主体(1)与地面分离；钢筋混凝土主体(1)测试表面打磨平整，保障传感器和钢筋混凝土主体(1)测试面接触良好。
优选地，所述振动发生器(4)与冲击钢球(3)相连接，所述振动发生器(4)带动冲击钢球(3)按一定频率在竖直方向上下振动，所述冲击钢球(3)在钢筋混凝土主体(1)测试面落点为冲击点。
优选地，所述冲击钢球(3)包含四个不同直径的小球，根据不同钢筋混凝土厚度需要选择不同直径的冲击钢球(3)，保证其冲击作用所产生的应力波频率满足灌浆缺陷深度和混凝土结构厚度的检测要求。
优选地，所述位移传感器(5)由五个位移探测器组成的直线型位移传感器(5)，所述五个位移探测器分别检测距离所述冲击点2cm,4cm,8cm,12cm,15cm处混凝土表面垂直方向的位移信号。
优选地，所述位移传感器(5)信号输出端与傅里叶变换仪(6)相连，所述傅里叶变换仪(5)将位移传感器(5)接收所得的波形信号转化为频域信号在所述频谱显示仪(7)上进行图像显示。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：包括钢筋混凝土主体、混凝土垫块、冲击钢球、振动发生器、位移传感器、傅里叶变换仪、频谱显示仪；所述混凝土垫块支撑在钢筋混凝土主体下方；所述振动发生器带动冲击钢球进行竖直方向振动，所述位移传感器检测混凝土表面垂直方向的位移信号，所述傅里叶变换仪接受位移信号并输出在所述频谱显示仪上。
2.根据权利要求1所述的一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：所述钢筋混凝土主体放置在混凝土垫块上，保证钢筋混凝土主体与地面分离；钢筋混凝土主体测试表面打磨平整，保障所述位移传感器和钢筋混凝土主体测试面接触良好。
3.根据权利要求1所述的一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：所述振动发生器与冲击钢球相连接，所述振动发生器带动冲击钢球按一定频率在竖直方向上下振动，所述冲击钢球在钢筋混凝土主体测试面落点为冲击点。
4.根据权利要求1所述的一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：所述冲击钢球包含四个不同直径的小球，根据不同钢筋混凝土厚度需要选择不同直径的冲击钢球，保证其冲击作用所产生的应力波频率满足灌浆缺陷深度和混凝土结构厚度的检测要求。
5.根据权利要求3所述的一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：所述位移传感器由五个位移探测器组成的直线型位移传感器，所述五个位移探测器分别检测距离所述冲击点2cm,4cm,8cm,12cm,15cm处混凝土表面垂直方向的位移信号。
6.根据权利要求1所述的一种扫描式冲击回波法砼结构钢筋无损检测设备，其特征在于：所述位移传感器信号输出端与傅里叶变换仪相连，所述傅里叶变换仪将位移传感器接收所得的波形信号转化为频域信号在所述频谱显示仪上进行图像显示。
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| CN115467378A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-12-13 | 江苏鸿基节能新技术股份有限公司 | 一种移动式地基基础工程智能无线检测设备 |
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