CN218180757U - 一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，包括用于安装击发器的击发器支架和用于安装接收器阵列的接收器支架，所述击发器包括击发开关、导杆、冲击弹簧和重锤；所述接收器阵列包括2‑5个结构相同的接收器，所述接收器包括壳体、传感器和缓冲弹簧，所述壳体底部形成开口，传感器底部从壳体底部伸出；在壳体顶面上安装有U型卡槽；所述接收器通过所述U型卡槽与接收器支架嵌套安装。该采集装置能够保持敲击能量的恒定、提高了检测精度及稳定性、信噪比更高、有效改善了多道数据的采集质量。

Description

一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程无损检测领域，具体涉及一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置。

背景技术

短时瞬态冲击回波是一种基于应力波的结构厚度、密实度无损检测方法，其原理为：短时机械冲击波在结构体内多次反射产生瞬态共振，进而利用共振频率确定构件缺陷的位置和范围。回波检测技术原理简单、易于处理，目前该技术的主要难点在于短时冲击波的激发和接收。常用的检测装置主要存在以下缺点：

（1）激发源为人工锤击，无法保证每次敲击的能量一致；

（2）激发、接收装置分离，在多点检测中难以保证激发-接收间距不变，从而影响检测精度；

（3）单道接收易受到外界因素影响，接收信号的信噪比较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种敲击能量恒定、检测精度高、稳定性强且接收信号的信噪比较高的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，包括用于安装击发器的击发器支架和用于安装接收器阵列的接收器支架，所述击发器包括击发开关、导杆、冲击弹簧和重锤；所述接收器阵列包括2-5个结构相同的接收器，所述接收器包括壳体、传感器和缓冲弹簧，其中：所述导杆上端从所述击发器支架顶部伸出，下部位于击发器支架内，且导杆能相对于击发器支架上下移动；导杆上端安装所述击发开关，导杆下端与所述重锤连接；所述重锤底部与击发器支架底部形成距离；所述冲击弹簧套在所述导杆上，冲击弹簧上端与击发器支架顶部连接，下端与重锤连接；在所述击发器支架底部与重锤对应的位置处形成开口，在激发状态下，重锤能与被检测对象直接接触；传感器用于采集应力波，其设置在壳体内，连接传感器的导线从壳体顶部伸出；所述缓冲弹簧上端与壳体顶部连接，下端与传感器顶部连接；所述壳体底部形成开口，传感器底部从壳体底部伸出；在壳体顶面上安装有U型卡槽；所述接收器通过所述U型卡槽与接收器支架嵌套安装。

优选的是，所述接收器支架顶部和底部的中间位置均形成有沿其长度方向延伸的开口，便于安装和拆卸所述接收器。

优选的是，在所述接收器支架顶部开口的至少一侧还安装有刻度尺，便于调整相邻接收器之间的距离。

优选的是，所述重锤和传感器底部为圆锥形，非工作状态下，所述圆锥形从壳体底部伸出。

本实用新型的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置用于冲击回波试验，与现有技术相比，其有益效果如下：

（1）本实用新型的采集装置，击发时以冲击弹簧及重锤自身重力为驱动，能够保持敲击能量的恒定；

（2）本实用新型采用击发-接收装置一体化设计，对同一测线而言，能够保持击发-接收间距不变，从而提高检测精度及稳定性；

（3）本实用新型的装置采用多传感器同时接收，与单道接收相比，其信噪比更高；另外，本装置中利用缓冲弹簧保证各传感器受压均衡，有效改善了多道数据的采集质量。

附图说明

图1是本实用新型的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置的剖面结构示意图；

图2是本实用新型的装置中支架的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的装置中接收器的侧视结构示意图；

图4是本实用新型的装置中接收器与支架的连接结构示意图；

图5是本实用新型的装置在工作状态下的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

图1-5所示为本实用新型短时瞬态机械波击发与阵列采集装置的一个实施例。

参见图1，该装置包括一个整体支架，该整体支架由两部分组成，即用于安装击发器的击发器支架11和用于安装接收器阵列的接收器支架12。

所述击发器包括击发开关1、导杆2、冲击弹簧3和重锤4。所述导杆2上端从击发器支架11顶部伸出，下部位于击发器支架11内，且导杆2能相对于击发器支架11上下移动。导杆2上端安装所述击发开关1，导杆2下端与所述重锤4连接。重锤4底部与击发器支架11底部形成距离。所述冲击弹簧3套在导杆2上，冲击弹簧3上端与击发器支架11顶部连接，下端与重锤4连接。在击发器支架11底部与重锤4对应的位置处形成开口，在激发状态下，重锤4能与被检测对象直接接触。

所述接收器阵列包括2-5个结构相同的接收器13，具体数量可视情况增加或减少。在图1所示的一个实施例中，接收器阵列由3个接收器组成。

参见图3和图4，每个接收器13均包括壳体7、传感器6和缓冲弹簧5。传感器6用于采集应力波，其设置在壳体7内，连接传感器的导线从壳体7顶部伸出。缓冲弹簧5上端与壳体7顶部连接，下端与传感器6顶部连接；壳体7底部形成开口，在非测试状态下，传感器6底部从壳体7底部伸出。另外，在壳体7顶面上安装有U型卡槽8。

参见图2和图4，接收器支架12顶部和底部的中间位置均形成有沿其长度方向延伸的开口。接收器13可方便地从接收器支架12右侧经开口进行安装和拆卸，通过U型卡槽8与接收器支架12嵌套安装。为便于调整接收器之间的距离，在接收器支架12顶部开口10的至少一侧还安装有刻度尺9。相邻接收器之间距离可通过刻度尺调整并保持一致。

如图所示，优选的是，重锤4和传感器6底部形成圆锥形，以便更好的采集应力波。非工作状态下，传感器6的圆锥形底部从壳体7底部伸出。

使用时，将该采集装置对准采集点（例如轨道板或水泥块）位置并用力按压，按压状态下该装置的状态见图4。向上拉动击发开关1至顶点位置，在松手的瞬间，重锤4在冲击弹簧3和自身重量的驱动下迅速撞击被检测对象表面，产生瞬态机械冲击波；冲击波在检测对象内多次反弹后被传感器阵列记录下来。该装置通过缓冲弹簧的缓冲作用来保证各传感器6受压均衡，进而得到能量均衡的多道应力波记录。依次对测线上的所有点进行测试采集，进而通过单/多道分析软件确定缺陷参数。

Claims (5)

1.一种短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，其特征在于：包括用于安装击发器的击发器支架（11）和用于安装接收器阵列的接收器支架（12），所述击发器包括击发开关（1）、导杆（2）、冲击弹簧（3）和重锤（4）；所述接收器阵列包括2-5个结构相同的接收器（13），所述接收器包括壳体（7）、传感器（6）和缓冲弹簧（5），其中：

所述导杆（2）上端从所述击发器支架（11）顶部伸出，下部位于击发器支架（11）内，且导杆（2）能相对于击发器支架（11）上下移动；导杆（2）上端安装所述击发开关（1），导杆（2）下端与所述重锤（4）连接；

所述重锤（4）底部与击发器支架（11）底部形成距离；

所述冲击弹簧（3）套在所述导杆（2）上，冲击弹簧（3）上端与击发器支架（11）顶部连接，下端与重锤（4）连接；

在所述击发器支架（11）底部与重锤（4）对应的位置处形成开口，在激发状态下，重锤（4）能与被检测对象直接接触；

传感器（6）用于采集应力波，其设置在壳体（7）内，连接传感器的导线从壳体（7）顶部伸出；

所述缓冲弹簧（5）上端与壳体（7）顶部连接，下端与传感器（6）顶部连接；

所述壳体（7）底部形成开口，传感器（6）底部从壳体（7）底部伸出；在壳体（7）顶面上安装有U型卡槽；所述接收器通过所述U型卡槽（8）与接收器支架（12）嵌套安装。

2.根据权利要求1所述的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，其特征在于：所述接收器支架（12）顶部和底部的中间位置均形成有沿其长度方向延伸的开口，便于安装和拆卸所述接收器。

3.根据权利要求1所述的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，其特征在于：在所述接收器支架（12）顶部开口（10）的至少一侧还安装有刻度尺（9），便于调整相邻接收器之间的距离。

4.根据权利要求1所述的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，其特征在于：所述重锤（4）和传感器（6）底部为圆锥形，非工作状态下，所述圆锥形从壳体（7）底部伸出。

5.根据权利要求1所述的短时瞬态机械波击发与阵列采集装置，其特征在于：所述接收器阵列3个接收器。

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