大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀的製作方法
2023-05-21 07:31:56
專利名稱：大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀。
以往，國內外對大體積混凝土質量評價和檢測方法，主要是在室內製作成型試件後(少量現場鑽控取樣)，通過材料試驗機做強度試驗來評價和管理施工質量。此法的缺點是室內製作的試件與實際現場施工的混凝土質量間差異很大，因而用室內測試結果評價大體積混凝土質量代表性較差。
為較好的檢測和評價混凝土現場施工質量，近幾十年來國內外進行了大量現場檢測技術和儀器的研究開發工作。目前普遍應用的儀器及方法有回彈法、拔拉測試法及超聲脈衝法。但這些方法只能對表層混凝土(10cm內)進行檢測，對混凝土結構物深部質量還不能進行無損檢測，這使施工質量檢測與管理受到極大的限制。
我們首創研製了大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀，經測試實踐證明此儀器具有一改過去室內製作試件，少量現場取樣進行混凝土檢測和質量評價的費錢、費時、費力的弊病，它可在不破損情況下對混凝土結構物內部進行分層掃描檢測質量。其檢測深度達到3米。
本實用新型的目的是採用表面波掃頻原理與微電子技術，微機技術及信號處理技術相結合，而研製了大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀。
本實用新型的目的是這樣實現的表面波是一種通過有源激振在半無限彈性體中產生的彈性波，其波陣面呈園柱形，由彈性波理論和傳播參數知，對於不同激振頻率，表面波傳播所路經的深度也不同，通過對激振頻率進行掃頻，能獲得表面波在不同深度範圍內的速度值。表面波速度與彈性介質的密度、泊桑比、動態彈性模量與剪切模量具有良好的相關性。因此，在試驗確定表面波速度與混凝土抗壓強度的標定曲線後，即可在現場對大體積混凝土深部質量進行無損掃描檢測。該儀器由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置組成。
下面結合
圖1詳細說明本實用新型提出的具體組成和框圖。表面波激振裝置由可編程信號發生器(1)，功率放大器(2)，表面波激振器(3)組成。可編程信號發生器(1)是用微電子電路研製的寬頻率及高穩定幅度的信號發生器。功率放大器(2)是將可編程信號發生器(1)的信號進行電壓及電流放大後，用於驅動表面波激振器。表面波激振器(3)具有寬的頻率範圍300HZ┄10KHZ及20KG激振力，為微型寬帶電磁式激振器。
信號接收、處理計算裝置是由接受傳感器(7)，低噪聲自動穩幅放大器(6)，高性能的自動跟蹤濾波器(5)，計算機採集處理計算器(4)，數字顯示器(8)，列印繪圖儀(9)等組成。
圖2示出微型寬帶電磁式激振器，即是表面波激振器(3)，它由吊籃(1)，鐵芯(2)，信號線圈(3)，勵磁線圈(4)，十字彈簧(8)等，用環氧樹脂澆灌而成的可產生正弦或調製脈衝激振力的激振頭，通過氣隙(5)將電磁推力傳送到固定在混凝土安裝板(11)上的導磁傳力板(10)上，從而在被測混凝土結構物上激發產生表面波。為防灰塵、水分進入激振器內，由外殼(9)，頂蓋(12)將其封閉。激振器的勵磁線圈(4)通過電纜插座(7)與外部功率放大器相連接。
圖3示出自動跟蹤濾波器(5)，它是由一個可預置中心頻率的時鐘發生器(由IC1－－IC11等12塊數字集成電路組成)和一個濾波器集成電路IC12、電阻R5－－R12，二個可調電阻W1、W2組成一種新型的中心頻率可任意設置的自動跟蹤窄帶濾波器。中心頻率設置電路由集成電路IC1，IC2，上連接面板上安裝的4位代碼開關的碼盤，下連接4位計數器集成電路IC3、IC4、IC5、C6，作為預置、計數比較電路。晶振XTAL電路產生的時鐘信號經IC8、IC9、IC10進行分頻後與IC11鎖相電路連接，其輸出經IC7分頻後，由IC6、IC4、IC3進行計數比較後去控制IC11的輸入端，使IC11輸出端的頻率被鎖定在設置頻率上，把IC11的輸出頻率接至濾波器電路IC12上，作為選頻時鐘，實現了對輸入表面波信號，按設置中心頻率進行自動跟蹤窄帶濾波。
本實用新型解決了大體積混凝土深部質量進行分層檢測的重大技術難題，可廣泛應用於能源、交通、建築、冶金等工程中，是一臺精度高、有智能化功能的檢測儀器。
權利要求1.一種大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀，它由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置等組成，其特徵是表面波激振裝置由可編程信號發生器(1)，功率放大器(2)，表面波激振器(3)組成；表面波信號接收、處理計算裝置由接收傳感器(7)，低噪聲自動穩幅放大器(6)，高性能的自動跟蹤濾波器(5)及微機採集、處理、計算系統(8)、(9)組成。
2.如權利要求一所述的檢測儀，其特徵在於所述表面波激振器(3)，是由吊籃(1)，鐵芯(2)，信號線圈(3)，勵磁線圈(4)，十字彈簧(8)等，用環氧樹脂澆灌而成的可產生正弦或調製脈衝激振力的激振頭，通過氣隙(5)將電磁推力傳送到固定在混凝土安裝板(11)上的導磁傳力板(10)上，從而在被測混凝土結構物上激發產生表面波。為防灰塵、水分進入激振器內，由外殼(9)，頂蓋(12)將其封閉。激振器的勵磁線圈(4)通過電纜插座(7)與外部功率放大器相連接。
3.如權利要求一所述的檢測儀，其特徵在於所述自動跟蹤濾波器(5)，是由一個可預置中心頻率的時鐘發生器(由IC1－－IC11等12塊數字集成電路組成)和一個濾波器集成電路IC12、電阻R5－－R12，二個可調電阻W1、W2組成一種新型的中心頻率可任意設置的自動跟蹤窄帶濾波器。中心頻率設置電路由集成電路IC1，IC2，上連接面板上安裝的4位代碼開關的碼盤，下連接4位計數器集成電路IC3、IC4、IC5、C6，作為預置、計數比較電路。晶振XTAL電路產生的時鐘信號經IC8、IC9、IC10進行分頻後與IC11鎖相電路連接，其輸出經IC7分頻後，由IC6、IC4、IC3進行計數比較後去控制IC11的輸入端，使IC11輸出端的頻率被鎖定在設置頻率上，把IC11的輸出頻率接至濾波器電路IC12上，作為選頻時鐘，實現了對輸入表面波信號，按設置中心頻率進行自動跟蹤窄帶濾波。
專利摘要本實用新型提供了一種大體積混凝土深部質量無損掃描檢測儀，它由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置組成。該儀器採用了表面波掃描原理與電子技術、微機技術及信號處理技術，從而解決了大體積混凝土深部質量進行分層檢測的重大技術難題，可廣泛應用於能源、交通、建築、冶金等工程中，是一臺精度高、有智能化功能的檢測儀器。
文檔編號G01N29/04GK2099975SQ91200278
公開日1992年3月25日 申請日期1991年1月11日 優先權日1991年1月11日
發明者孫繼增, 陶惠珍 申請人:水利水電科學研究院儀器研究所