主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，包括可移動底座和氙燈陣列機構(gòu)，氙燈陣列機構(gòu)通過上升下降電動調(diào)節(jié)裝置與可移動底座連接，氙燈陣列機構(gòu)與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置之間連接有俯仰調(diào)節(jié)器，可移動底座上放置電源機箱，與諧波控制器連接，電源機箱內(nèi)按陣列形式固定多個氙燈電源；該氙燈陣列機構(gòu)包括絕緣板，該絕緣板上設(shè)有氙燈陣列，該氙燈陣列與電源機箱連接，氙燈陣列中的每一個氙燈上均設(shè)有反光碗，反光碗下方設(shè)有姿態(tài)調(diào)節(jié)器；氙燈陣列上方設(shè)有遮光板，遮光板上設(shè)有透光孔。本發(fā)明采用氙燈陣列進行加熱，加熱效率高，加熱范圍大，持續(xù)時間長，被加熱物體溫升高。
【專利說明】主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及紅外熱激勵裝置，尤其涉及一種專門適合移動的用于紅外熱波檢測的主動式氙燈陣列諧波激勵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外熱波無損檢測技術(shù)是一種全新、靈敏的檢測方法，也是一種很好的監(jiān)測方法，其重要的特點是可以快速、非接觸、大面積地掃查檢測物表面。當物體內(nèi)部存在裂縫和缺陷時，它將改變物體的熱傳導(dǎo)，使物體表面溫度的分布產(chǎn)生差別，利用紅外熱成像儀測量它的不同熱輻射，可以檢測出物體的缺陷位置，該方法不損傷檢測物，結(jié)果直觀形象，易于實現(xiàn)自動化和實時觀測?；炷敛牧鲜且环N非均質(zhì)的多相復(fù)合材料，其中各組成物相的熱膨脹性能均不相同，當環(huán)境溫度發(fā)生劇烈變化時，混凝土內(nèi)各組分間會產(chǎn)生不均勻的熱膨脹，產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而使界面出現(xiàn)微裂紋。我國利用紅外熱成像技術(shù)用于建筑物質(zhì)量檢測和安全評估還處于形成和發(fā)展階段，而亟待解決的問題之一則在于如何更加高效、均勻的加熱被測混凝土表面。
[0003]紅外熱波熱激勵技術(shù)是紅外熱波無損檢測的關(guān)健技術(shù)之一，熱激勵的均勻性直接影響紅外探傷熱圖的品質(zhì)，并且還關(guān)系到提取被測物體表面溫度差的精度。目前應(yīng)用在混凝土檢測領(lǐng)域的主動式激勵裝置主要有閃光燈脈沖式激振裝置，這種激勵方式的不足有:
(1)作用時間短，不能持續(xù)將被測物體加熱到一定溫度；
(2)均勻性差，不能保證照射表面熱度的均勻性；
(3)加熱范圍小，不能對被測物體進行大面積照射；
(4)加熱效率低，不能將被測物體快速加熱；
(5)機械不可調(diào)，不能按照工況調(diào)節(jié)照射區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種均勻加熱、高效率、諧波控制、結(jié)構(gòu)簡單、檢測面積大、操作方便、照射區(qū)機械可調(diào)的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，包括可移動底座和氙燈陣列機構(gòu)，氙燈陣列機構(gòu)通過上升下降電動調(diào)節(jié)裝置與可移動底座連接，氙燈陣列機構(gòu)與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置之間連接有俯仰調(diào)節(jié)器，可移動底座上放置電源機箱，與諧波控制器連接，電源機箱內(nèi)按陣列形式固定多個氙燈電源；該氙燈陣列機構(gòu)包括絕緣板，該絕緣板上設(shè)有氙燈陣列，該氙燈陣列與電源機箱連接，氙燈陣列中的每一個氙燈上均設(shè)有反光碗，反光碗下方設(shè)有姿態(tài)調(diào)節(jié)器；氙燈陣列上方設(shè)有遮光板，遮光板上設(shè)有透光孔。
[0006]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，所述透光孔為方形孔，方形孔中間設(shè)有圓形擋板，該圓形擋板的直徑略大于球型氙燈的直徑。[0007]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，上升下降電動調(diào)節(jié)裝置與可移動底座之間通過導(dǎo)軌機構(gòu)連接，該導(dǎo)軌機構(gòu)包括平行移動桿和燈陣支座，平行移動桿設(shè)置在可移動底座上，燈陣支座上設(shè)有倒順開關(guān)和電動機，底部設(shè)有滑輪，燈陣支座與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置通過傳動軸連接，傳動軸與電動機的一端連接。
[0008]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，電動機的另一端與手搖傳動裝置連接，手搖傳動裝置與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置連接。
[0009]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，可移動底座的底部四個腳上設(shè)有滾輪，上方放置電源機箱，電源機箱內(nèi)按陣列形式固定多個氙燈電源，為氙燈陣列供電。
[0010]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，諧波控制器包括函數(shù)信號發(fā)生器和功率放大器，函數(shù)信號發(fā)生器與功率放大器連接，功率放大器與電源機箱連接，該功率放大器將函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波調(diào)制信號分成獨立的多路信號傳輸給氙燈電源。
[0011]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，燈陣支座為金屬厚板。
[0012]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，反光碗為拋物面反光碗。
[0013]本發(fā)明所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置中，氙燈陣列中每兩個氙燈之間的中心距離略大于反光碗的外徑。
[0014]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置采用氙燈陣列進行加熱，加熱效率高，加熱范圍大，持續(xù)時間長，被加熱物體溫升高。采用諧波控制模塊，可對光源陣列進行整體的控制，也可對單模塊光源組進行單獨控制。通過機械部分調(diào)節(jié)氙燈陣列的位置，可使裝置在不同高度對不同位置進行加熱。通過遮光板的透光孔，對圓形光斑進行修正，得到均勻的矩形照射光斑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明實施例主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，包括可移動底座和氙燈陣列機構(gòu)，氙燈陣列機構(gòu)通過上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7與可移動底座連接，氙燈陣列機構(gòu)與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置之間連接有俯仰調(diào)節(jié)器6，該氙燈陣列機構(gòu)包括絕緣板3，該絕緣板3為高強度的絕緣板。該絕緣板3上設(shè)有氙燈陣列，其中氙燈的個數(shù)由設(shè)計的照射面積所決定，該氙燈陣列與電源機箱11連接，氙燈陣列中的每一個氙燈4上均設(shè)有反光碗5，反光碗5下方設(shè)有姿態(tài)調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)反光碗5的姿態(tài)，以使每個氙燈照射出的是平行光；氣燈陣列上方設(shè)有遮光板I，遮光板I上設(shè)有透光孔。遮光板I可固定在一個剛性構(gòu)架2上，剛性構(gòu)架2固定在俯仰調(diào)節(jié)裝置6上。剛性構(gòu)架2包括剛性框體和高強度的絕緣板3。
[0018]氙燈陣列的工作原理:采用的氙燈反光碗5可為拋物面反光碗，每兩個相鄰反光碗5中心距離略大于反光碗的外徑。即氙燈陣列中每兩個氙燈之間的中心距離略大于反光碗的外徑。當光源處在拋物線焦點處，照射出的光為平行光。調(diào)節(jié)光源的位置，使光源偏離焦點一定距離，可使照射出的光斑變大，以此得到所需的光斑大小。當光源在距離混凝土表面合適位置處進行加熱，調(diào)整照射到物體(如混凝土)表面的圓形光斑直徑和相鄰光斑的中心距，使其大小和位置滿足需要。氙燈照射出的近似平行的光斑首先照射到遮光板I上，遮光板I上有與氙燈陣列一一對應(yīng)的透光孔，透光孔中間有一個略大于氙燈直徑的正方形，與氙燈一一對應(yīng)。光線經(jīng)過透光孔后照射到混凝土上，組成方形光斑陣列，方形光斑直徑調(diào)節(jié)至合適大小，使相鄰光斑兩兩重合，并保證重合區(qū)的面積，達到相鄰光斑拼接并補償邊緣熱度的目的。其中重合區(qū)域的溫度彌補了邊緣熱度較低的問題，透光孔中心的正方形有效的降低了矩形光斑中心的熱度，從而得到均勻的大型矩形光斑。
[0019]上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7由金屬桿制作而成，用來調(diào)節(jié)氙燈陣列光源的垂直位置；俯仰調(diào)節(jié)器6由扇形金屬板制作而成，用來調(diào)節(jié)氙燈陣列光源的傾斜角度。
[0020]本發(fā)明的一個實施例中，所述透光孔為方形孔，方形孔中間設(shè)有圓形擋板，該圓形擋板的直徑略大于球型氣燈的直徑。該方形孔為略小于照射在遮光板I圓形光斑的內(nèi)接正方形。通過透光孔對圓形光斑進行修正，可得到均勻的矩形照射光斑。
[0021]本發(fā)明的一個實施例中，上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7與可移動底座之間通過導(dǎo)軌機構(gòu)連接，該導(dǎo)軌機構(gòu)包括平行移動桿15和燈陣支座14，平行移動桿15設(shè)置在可移動底座上，燈陣支座14上設(shè)有倒順開關(guān)16和電動機8，燈陣支座14底部設(shè)有滑輪9，可在平行移動桿15上移動，從而保證了燈陣支座14在水平方向上的前后移動。
[0022]燈陣支座14與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7通過傳動軸17連接，傳動軸17與電動機
8的一端連接。傳動軸17垂直于燈陣支座14，傳動桿17在電動機8的驅(qū)動下，通過上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7帶動俯仰調(diào)節(jié)器在豎直方向上下移動，俯仰調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)氙燈陣列的照射角度。
[0023]倒順開關(guān)16可控制電動機的正反轉(zhuǎn)；燈陣支座14可為金屬厚板，通過滑輪9與平行移動桿15連接。平行移動桿15可為圓柱型金屬桿，固定在可移動底座之上。
[0024]在本發(fā)明的另一實施例中，電動機8的另一端還可與手搖傳動裝置(圖中未示出)連接，可選擇電動機或手搖兩種傳動方式。手搖裝置可連接在電動機軸的鍵槽上。手搖傳動裝置與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置7連接。通過使用人力進行傳動軸17的上下移動，從而實現(xiàn)小距離微調(diào)。
[0025]可移動底座的底部四個腳上設(shè)有滾輪，上方放置電源機箱11，電源機箱11內(nèi)按陣列形式固定多個氙燈電源，并固定諧波控制模塊和電源的插拔等。
[0026]諧波控制器包括函數(shù)信號發(fā)生器12和功率放大器13，函數(shù)信號發(fā)生器12與電源機箱11連接，功率放大器13與氙燈陣列連接。函數(shù)信號發(fā)生器12產(chǎn)生正弦規(guī)律變化的調(diào)制信號，函數(shù)信號發(fā)生器12產(chǎn)生的正弦波信號的參數(shù)(幅值、頻率及相位)可調(diào)，功率放大器的功率輸出也是可調(diào)的。預(yù)先對氙燈電源的停止電壓、輸出電流以及信號的最大最小值進行調(diào)制，從而使得氙燈陣列在穩(wěn)定范圍內(nèi)工作。功率放大器13將調(diào)制信號分成獨立的多路進行信號傳輸，分別為氙燈電源提供調(diào)制信號。氙燈電源用來給氙燈陣列供電，采用外部控制時，要通過串孔給氙燈電源添加一個控制電壓。調(diào)制信號經(jīng)功率放大器13后通過串口對氙燈電源進行外部控制，氙燈陣列的光照強度就會按照調(diào)制好的正弦信號進行有規(guī)律的變化。[0027]綜上，本發(fā)明的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置采用大功率氙燈陣列進行加熱，加熱效率高，加熱范圍大，持續(xù)時間長，被加熱物體溫升高。采用諧波控制模塊，可對光源陣列進行整體的控制，也可對單模塊光源組進行單獨控制。通過機械部分調(diào)節(jié)氙燈陣列的位置，可使裝置在不同高度對不同位置進行加熱。通過遮光板的透光孔，對圓形光斑進行修正，得到均勻的矩形照射光斑。
[0028]應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，包括可移動底座和氙燈陣列機構(gòu)，氙燈陣列機構(gòu)通過上升下降電動調(diào)節(jié)裝置與可移動底座連接，氙燈陣列機構(gòu)與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置之間連接有俯仰調(diào)節(jié)器，可移動底座上放置電源機箱，與諧波控制器連接，電源機箱內(nèi)按陣列形式固定多個氙燈電源；該氙燈陣列機構(gòu)包括絕緣板，該絕緣板上設(shè)有氙燈陣列，該氙燈陣列與電源機箱連接，氙燈陣列中的每一個氙燈上均設(shè)有反光碗，反光碗下方設(shè)有姿態(tài)調(diào)節(jié)器；氙燈陣列上方設(shè)有遮光板，遮光板上設(shè)有透光孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，所述透光孔為方形孔，方形孔中間設(shè)有圓形擋板，該圓形擋板的直徑略大于球型氙燈的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，上升下降電動調(diào)節(jié)裝置與可移動底座之間通過導(dǎo)軌機構(gòu)連接，該導(dǎo)軌機構(gòu)包括平行移動桿和燈陣支座，平行移動桿設(shè)置在可移動底座上，燈陣支座上設(shè)有倒順開關(guān)和電動機，底部設(shè)有滑輪，燈陣支座與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置通過傳動軸連接，傳動軸與電動機的一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，電動機的另一端與手搖傳動裝置連接，手搖傳動裝置與上升下降電動調(diào)節(jié)裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，可移動底座的底部四個腳上設(shè)有滾輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，諧波控制器包括函數(shù)信號發(fā)生器和功率放大器，函數(shù)信號發(fā)生器與功率放大器連接，功率放大器與電源機箱連接，該功率放大器將函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波調(diào)制信號分成獨立的多路信號傳輸給氣燈電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，燈陣支座為金屬厚板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，反光碗為拋物面反光碗。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動式氙燈陣列諧波熱激勵裝置，其特征在于，氙燈陣列中每兩個氙燈之間的中心距離略大于反光碗的外徑。
【文檔編號】G01N25/72GK103822942SQ201410070887
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】劉志平, 李宗琛, 劉興樂, 張鵬偉 申請人:武漢理工大學