本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置。

背景技術(shù)：

土木工程行業(yè)內(nèi)常涉及大型混凝土結(jié)構(gòu)工程，如高速鐵路、隧道、大型水工結(jié)構(gòu)等。與一般混凝土結(jié)構(gòu)相比，大型混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土用量大、工程條件復(fù)雜、施工工藝要求高?；炷翝仓^程中，由于其體積大、澆筑速度快，在設(shè)備、人員配置等方面常出現(xiàn)不足的情況，振搗效果不易滿足要求，結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在空洞、縫隙等不良工程現(xiàn)象。同時(shí)，混凝土固結(jié)過程中，水化熱較大，易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻溫度應(yīng)變，從而在約束作用下產(chǎn)生的較大的溫度應(yīng)力。由于混凝土材料抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的十分之一，結(jié)構(gòu)表面及內(nèi)部極易因不均勻的溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫等損壞?；炷羶?nèi)部空洞、裂縫等的存在，將對(duì)工程結(jié)構(gòu)正常工作狀態(tài)下的承載性能、安全性產(chǎn)生較大影響。對(duì)于水工結(jié)構(gòu)物，在較高的水壓力作用下，其防滲性能將急劇下降，結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命受到較大影響。

沖擊映像法作為大型混凝土工程內(nèi)部缺陷檢測的新方法，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑效果評(píng)價(jià)、密實(shí)度檢測、內(nèi)部缺陷調(diào)查、隧道襯砌質(zhì)量檢測等方面得到越來越多的應(yīng)用，也積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。

沖擊映像法是在結(jié)構(gòu)表面施加微小瞬時(shí)沖擊，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波。應(yīng)力波將在界面、裂縫、空洞等部位發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，并引起結(jié)構(gòu)表面微小的響應(yīng)波形。響應(yīng)波形被傳感器接收、處理后，根據(jù)波長、響應(yīng)能量、平均振幅等信息即可對(duì)缺陷位置、幾何形態(tài)等做出精確判斷。

沖擊映像法具有操作簡便、速度快、效率高、可重復(fù)測試等特點(diǎn)，在大型混凝土內(nèi)部缺陷無損檢測領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的應(yīng)用價(jià)值。

在大型混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量及可靠性檢測領(lǐng)域，現(xiàn)有沖擊映像方法尚不具備自動(dòng)激發(fā)功能，采用人工錘擊激發(fā)方式，難以保持相同的激發(fā)力度和震源偏移距，人為因素對(duì)結(jié)果影響較大，不利于方法的標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)果的量化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，用于土木工程無損檢測領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與接收，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)激發(fā)功能，且激發(fā)力量可控。

本發(fā)明提供的一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，包括：激發(fā)單元、接收單元和主控制器，所述激發(fā)單元、所述接收單元以及所述主控制器兩兩電性連接。

可選地，還包括具有電磁屏蔽功能的腔室，所述腔室用以容納所述激發(fā)單元；

可選地，所述腔室下部設(shè)有用于支撐所述腔室的支腳。

可選地，所述接收單元通過隔振連接桿與所述腔室固定相連，所述隔振連接桿為柔性阻尼桿。

可選地，還包括主連通桿和操縱桿，所述主連通桿安裝于所述腔室上方并與所述操縱桿相連，所述操縱桿與所述主控制器相連。

可選地，所述接收單元為多個(gè)振動(dòng)傳感器；

可選地，所述振動(dòng)傳感器的數(shù)量為八個(gè)，所述八個(gè)振動(dòng)傳感器以所述激發(fā)單元為中心，環(huán)向均勻排布形成環(huán)形陣列。

可選地，還包括隔振防護(hù)罩，所述隔振防護(hù)罩包覆所述環(huán)形陣列并與所述主連通桿的頂部固定。

可選地，所述激發(fā)單元為電磁激發(fā)器；

可選地，所述電磁激發(fā)器通過激發(fā)錘實(shí)現(xiàn)激發(fā)動(dòng)作，所述激發(fā)錘上設(shè)有力傳感器。

可選地，所述接收單元與所述隔振連接桿之間設(shè)有隔振卡扣；

可選地，所述操縱桿與所述隔振防護(hù)罩之間設(shè)有萬向節(jié)。

可選地，所述操縱桿上還設(shè)有激振開關(guān)以及數(shù)據(jù)總線接口，所述激發(fā)單元的電源線通過所述主連通桿和操縱桿上的所述激振開關(guān)與所述主控制器相連，所述接收單元的數(shù)據(jù)線通過所述隔振連接桿、所述主連通桿和所述操縱桿上的所述數(shù)據(jù)總線接口處并與所述主控制器相連。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，通過主控制器發(fā)出的激發(fā)指令可以實(shí)現(xiàn)激發(fā)單元的激發(fā)操作，由接收單元采集激發(fā)操作的信息并發(fā)送給一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)激發(fā)接收一體化，并可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自由激發(fā)功能，且激發(fā)力量可控。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置的主視圖；

圖2是圖1所示一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置的主視圖。參見圖1，所述一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置包括：

激發(fā)單元、接收單元和主控制器，所述激發(fā)單元、所述接收單元以及所述主控制器兩兩電性連接。

本發(fā)明提供的一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)激發(fā)與數(shù)據(jù)接收的一體化，通過主控制器發(fā)出的激發(fā)指令可以實(shí)現(xiàn)激發(fā)單元的激發(fā)操作，由接收單元采集激發(fā)操作的信息并發(fā)送給一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)激發(fā)接收一體化，并可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自由激發(fā)功能，且激發(fā)力量可控。

參見圖1，所述激發(fā)單元為電磁感應(yīng)裝置，具體為電磁激發(fā)器20。所述電磁激發(fā)器20通過激發(fā)錘實(shí)現(xiàn)激發(fā)動(dòng)作。電磁激發(fā)器20的激發(fā)能量主要是通過通電電流控制的，此外，電磁激發(fā)器20的激發(fā)力度還與激發(fā)錘的行程有關(guān)，行程越大，激發(fā)力度越大。為了消除或降低因行程偏差而產(chǎn)生的激振力差異，在所述激發(fā)錘上設(shè)有力傳感器，力傳感器將其接收到的彈性波數(shù)據(jù)以及激發(fā)力記錄下來，并在后期的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)消除激發(fā)力差異的影響。

圖2是圖1所示一種一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置的俯視圖。參見圖2，所述接收單元為多個(gè)振動(dòng)傳感器30。具體地，所述振動(dòng)傳感器30的數(shù)量為八個(gè)，所述八個(gè)振動(dòng)傳感器30以所述電磁激發(fā)器20為中心，環(huán)向均勻排布形成環(huán)形陣列。八個(gè)振動(dòng)傳感器30被同角度、等間距排列在圓周上，中心為激振震源，每一振動(dòng)傳感器30的偏移距離一致。在一次激發(fā)下，主控制器可以同時(shí)獲得八個(gè)振動(dòng)傳感器30采集到的激發(fā)數(shù)據(jù)。通過環(huán)形陣列的排布可以提高整個(gè)裝置的抗干擾能力，同時(shí)激發(fā)數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量較高。

參見圖1，還包括具有電磁屏蔽功能的腔室50，所述腔室50用以容納電磁激發(fā)器20。電磁激發(fā)器20固定在腔室50內(nèi)，并采用橡膠墊片等隔振材料，對(duì)電磁激發(fā)器20進(jìn)行隔振處理。

參見圖1，所述腔室50下部設(shè)有用于支撐所述腔室50的支腳51。腔室50下部設(shè)有支腳51，可以使得腔室50穩(wěn)定自立在介質(zhì)表面。

參見圖2，所述振動(dòng)傳感器30通過隔振連接桿40與所述腔室50固定相連，所述隔振連接桿40為柔性阻尼桿。當(dāng)放下振動(dòng)傳感器30時(shí)，每一振動(dòng)傳感器30分別與介質(zhì)表面單點(diǎn)接觸，并通過自重與介質(zhì)表面良好耦合，適用于各種介質(zhì)表面不平整的現(xiàn)場條件。所述振動(dòng)傳感器30與所述隔振連接桿40之間設(shè)有隔振卡扣41。隔振卡扣41可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)傳感器30與隔振連接桿40之間的固定連接。

參見圖1，還包括主連通桿61和操縱桿70，所述主連通桿61安裝于所述腔室50上方并與所述操縱桿70相連，所述操縱桿70與所述主控制器相連。當(dāng)某一測點(diǎn)采集完畢后，可通過操縱桿70將裝置整體自由移動(dòng)至下一個(gè)測點(diǎn)，并重復(fù)激發(fā)與接收工作。數(shù)據(jù)采集速度快，效率高。

參見圖1，還包括隔振防護(hù)罩60，所述隔振防護(hù)罩60包覆所述環(huán)形陣列并與所述主連通桿61的頂部固定。隔震防護(hù)罩與主連通桿61固定不動(dòng)，其下部與每一振動(dòng)傳感器30有一定的間距，并采用柔性、彈性材料，起到隔振作用。所述操縱桿70與所述隔振防護(hù)罩60之間設(shè)有萬向節(jié)71。操縱桿70可以通過萬向節(jié)71隨意調(diào)節(jié)自身方向，以適應(yīng)可主控制器的位置。

由于電磁激發(fā)器20在工作狀態(tài)下電流不斷變化，因此會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)和磁信號(hào)。為了屏蔽電信號(hào)和磁信號(hào)，提高振動(dòng)傳感器30的抗干擾能力，可以將電磁激發(fā)器20封存在腔室50內(nèi)部，腔室50具有電磁屏蔽功能，還可以將振動(dòng)傳感器30同時(shí)封閉在電磁屏蔽外殼內(nèi)，還可以使各個(gè)連接線也帶有電磁屏蔽功能，還可以將隔振防護(hù)罩60上部采用鋼材設(shè)計(jì)，以屏蔽外界電磁信號(hào)的干擾。

由于電磁激發(fā)器20在擊打激發(fā)過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的反作用力，為避免振動(dòng)傳感器30受到振動(dòng)干擾，隔振連接桿40可以采用采用柔性、彈性材料，以起到阻尼隔振作用，如橡膠桿。

參見圖1，所述操縱桿70上還設(shè)有激振開關(guān)72以及數(shù)據(jù)總線接口73，所述電磁激發(fā)器20的電源線通過所述主連通桿61和操縱桿70上的所述激振開關(guān)72與所述主控制器相連，所述振動(dòng)傳感器30的數(shù)據(jù)線通過所述隔振連接桿40、所述主連通桿61和所述操縱桿70上的所述數(shù)據(jù)總線接口73處并與所述主控制器相連。

參見圖2，振動(dòng)傳感器30的數(shù)量以八個(gè)為例。在一次激發(fā)下，主控制器可以采集到八個(gè)激發(fā)數(shù)據(jù)。在高分辨率標(biāo)準(zhǔn)模式下，主控制器分別對(duì)八個(gè)激發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到八個(gè)方位的檢測結(jié)果，檢測精度高。在標(biāo)準(zhǔn)分辨率模式下，八個(gè)激發(fā)數(shù)據(jù)被疊加形成一個(gè)檢測結(jié)果，可以綜合表達(dá)以激發(fā)點(diǎn)為中心、激發(fā)點(diǎn)與振動(dòng)傳感器30間距為半徑的圓形區(qū)域的檢測結(jié)果，裝置的抗干擾能力強(qiáng)。

現(xiàn)有沖擊映像法采用一個(gè)傳感器和錘擊激發(fā)方式，結(jié)果隨機(jī)性較大，為了減輕激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)局部特性(如有塵土、沙粒等)的隨機(jī)影響，一般采用多次激發(fā)，然后把數(shù)據(jù)疊加的方式，極大地降低了檢測效率。而在本申請(qǐng)中，可以一次激發(fā)獲取八個(gè)激發(fā)數(shù)據(jù)，可以大大提高檢測效率。

現(xiàn)有沖擊映像法為了提高傳感器設(shè)置效率和靈活性，采用手持傳感器的方式，將傳感器壓緊在檢測面上。人手的顫動(dòng)直接影響檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，同時(shí)傳感器暴露在外部環(huán)境中，容易受到風(fēng)雨、外部噪音等干擾。而在本申請(qǐng)中，電磁激發(fā)器20可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)激發(fā)功能，對(duì)同一測點(diǎn)進(jìn)行多次激發(fā)、接收，壓制不同方向隨機(jī)噪音的干擾，同時(shí)，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行多次疊加，壓制測點(diǎn)的隨機(jī)噪音，可以提高數(shù)據(jù)可靠度。

本發(fā)明的一體式?jīng)_擊映像法激發(fā)、接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自由激發(fā)功能，且激發(fā)力量可控。本發(fā)明的裝置采用多種彈性阻尼構(gòu)件，并采取了多種屏蔽電磁感應(yīng)措施，使得裝置的抗振動(dòng)、抗干擾能力強(qiáng)。同時(shí)，本發(fā)明的裝置將振動(dòng)傳感器30形成環(huán)形陣列排列，并且可以分為兩種工作模式，對(duì)介質(zhì)的測量精度高、分辨率好。本發(fā)明的裝置采用柔性連接桿件，可以穩(wěn)定自立在介質(zhì)表面，并通過自重實(shí)現(xiàn)良好耦合，裝置自適應(yīng)能力強(qiáng)。本發(fā)明的裝置可以快速、自由移動(dòng)，數(shù)據(jù)采集速度快、效率高、精度好。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。