[发明专利]一种圆形阵列冲击映像仪激发与接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程无损检测技术领域，具体的说是一种圆形阵列冲击映像仪激发与接收装置。

背景技术

土木工程行业内常涉及大型混凝土结构工程，如高速铁路、隧道、大型水工结构等。与一般混凝土结构相比，大型混凝土结构的混凝土用量大、工程条件复杂、施工工艺要求高。混凝土浇筑过程中，由于其体积大、浇筑速度快，在设备、人员配置等方面常出现不足的情况，振捣效果不易满足要求，结构内部存在空洞、缝隙等不良工程现象。同时，混凝土固结过程中，水化热较大，易使结构产生不均匀温度应变，从而在约束作用下产生的较大的温度应力。由于混凝土材料抗拉强度约为抗压强度的十分之一，结构表面及内部极易因不均匀的温度应力产生裂缝等损坏。混凝土内部空洞、裂缝等的存在，将对工程结构正常工作状态下的承载性能、安全性产生较大影响。对于水工结构物，在较高的水压力作用下，其防渗性能将急剧下降，结构耐久性和使用寿命受到较大影响。冲击映像法作为大型混凝土工程内部缺陷检测的新方法，在混凝土结构浇筑效果评价、密实度检测、内部缺陷调查、隧道衬砌质量检测等方面得到越来越多的应用，也积累了丰富的工程经验。冲击映像法是在结构表面施加微小瞬时冲击，在结构内部产生应力波。应力波将在界面、裂缝、空洞等部位发生反射、折射等现象，并引起结构表面微小的响应波形。响应波形被传感器接收、处理后，根据波长、响应能量、平均振幅等信息即可对缺陷位置、几何形态等做出精确判断。冲击映像法具有操作简便、速度快、效率高、可重复测试等特点，在大型混凝土内部缺陷无损检测领域具有广泛的应用前景和重要的应用价值。在大型混凝土结构的工程质量及可靠性检测领域，冲击映像法还存在一些不足，尚不具备自动激发功能，其抗干扰能力等还可进一步提高。对冲击映像法检测系统进行深入研发至关重要。

现有冲击映像仪存在以下缺陷：

1.无法实现自动激发、控制激发力功能

现有冲击映像方法，采用人工锤击激发方式，难以保持相同的激发力度和震源偏移距，人为因素对结果影响较大，不利于方法的标准化和结果的量化。

2.检测效率低，易受随机干扰

现有冲击映像法采用一个传感器和锤击激发方式，结果随机性较大，为了减轻激发点和接收点局部特性(如有尘土、沙粒等)的随机影响，一般采用多次激发，然后把数据叠加的方式，极大地降低了检测效率。

3.易受人手颤动、刮风、外部声波等干扰

现有冲击映像法为了提高传感器设置效率和灵活性，采用手持传感器的方式，将传感器压紧在检测面上。人手的颤动直接影响检测数据的质量，同时传感器暴露在外部环境中，容易受到风雨、外部噪音等干扰。

发明内容

为了解决上述现有土木工程无损检测存在的技术问题，本发明提供一种圆形阵列冲击映像仪激发与接收装置，可以实现连续自由激发功能，且激发力量可控。系统采用了多种弹性阻尼构件，并采取了多种屏蔽电磁感应措施，系统抗振动、抗干扰能力强。同时，系统振动传感器采用环形排列，且分为两种工作模式，对介质的检测精度高、分辨率好。另外，采用柔性连接杆件，系统可稳定自立在介质表面，并通过自重实现良好耦合，系统自适应能力强。最后，系统可快速、自由移动，数据采集速度快、效率高、精度好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种圆形阵列冲击映像仪激发与接收装置，包括机壳上板和安装在机壳上板圆心处的电磁击锤，所述电磁击锤固定安装在击锤保护壳内，所述击锤保护壳和机壳上板固定连接，所述机壳上板的圆周上均布有八个用于接收数据的传感器探头，所述传感器探头之间间隔布置有弹性件，所述传感器探头安装在立式轴承的中部，所述立式轴承固定安装在探头固定板上，所述探头固定板的最外侧设置有隔尘外罩，所述探头固定板的外径小于隔尘外罩的内径，所述隔尘外罩固定安装在机壳上板的下侧，所述隔尘外罩通过螺钉拧紧固定在机壳上板的下侧，所述弹性件包括导向轴和套接在导向轴外围的减震弹簧，所述导向轴的上端部固定在机壳上板的下端面上，所述导向轴的下端部固定安装在机壳下板的上端面上，每个弹性件的减震弹簧有一组，分别安装在探头固定板的上下两侧，所述弹性件共有八组，每组弹性件安装在相邻传感器探头的中部，所述探头固定板的下侧设置有机壳下板，所述机壳上板的上端安装有工作把手。

进一步地，所述电磁击锤位于阵列几何中心，并固定在中心腔室内，电磁击锤的电源线通过主连通杆和操作杆上的激发开关与可编程控制器连接，可编程控制器由计算机控制，可按指令选择单次激发、多刺激法或编码激发功能。