專(zhuān)利名稱(chēng)：手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空鼓檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀。
技術(shù)背景由于建筑墻體中的空鼓將造成墻面/飾面與主墻體的粘合失效，嚴(yán)重影響墻體整體強(qiáng)度及 地面裝修、飾面施工的質(zhì)量，導(dǎo)致滲漏，甚至造成墻面/飾面瓷磚的脫落，因此空鼓的檢測(cè)是 商品房質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)的重要環(huán)節(jié)(1、《建筑地面工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50209—2002)， 建設(shè)部；2、《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50210-2001)，建設(shè)部)。但由于目前檢 測(cè)墻體空鼓的主要方法普遍采用人工敲擊法，因此存在主觀隨意性大和準(zhǔn)確率低等問(wèn)題(3、 王慶泰，防止外墻鑲貼面磚空鼓脫落的措施，施工技術(shù)，1995(1),37; 4、陸凱安，釉面磚飾 面層空鼓與脫落的原因及防治，新型建筑材料，1999(12),24-25)。而采用逐點(diǎn)敲擊進(jìn)行聲學(xué) 自動(dòng)檢測(cè)的方法則在實(shí)際應(yīng)用中存在檢測(cè)速度慢的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)墻體空鼓主要依靠人工敲擊，主觀隨意性大，準(zhǔn)確率低， 而采用逐點(diǎn)敲擊進(jìn)行聲學(xué)自動(dòng)檢測(cè)的方法則在實(shí)際應(yīng)用中存在檢測(cè)速度慢，缺乏檢測(cè)設(shè)備等 問(wèn)題，提供一種檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低的手持式墻體空鼓快 速檢測(cè)儀。本發(fā)明的技術(shù)方案是利用手持式檢測(cè)頭在墻體表面的滑動(dòng)摩擦聲進(jìn)行空鼓檢測(cè)。 本發(fā)明設(shè)有手持式檢測(cè)頭、麥克風(fēng)、信號(hào)處理電路、單片機(jī)、模擬開(kāi)關(guān)、結(jié)果輸出電路 和電源。信號(hào)處理電路輸入端接麥克風(fēng)，模擬開(kāi)關(guān)分別與信號(hào)處理電路輸出端和單片機(jī)的脈 沖寬度信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的脈沖寬度檢測(cè)信號(hào)輸出端接結(jié)果輸出電路輸入端。手持式檢測(cè)頭設(shè)有握把、連桿和摩擦頭，連桿上設(shè)有麥克風(fēng)固定支架，用于固定麥克風(fēng)。 信號(hào)處理電路設(shè)有放大電路、低通濾波電路、低通包絡(luò)檢波電路、減法器、第一門(mén)限比 較器、帶通濾波電路、帶通包絡(luò)檢波電路、加法器、第二門(mén)限比較器和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路。 放大電路輸入端接麥克風(fēng)，低通濾波電路輸入端接放大電路輸出端，低通包絡(luò)檢波電路輸入 端接低通濾波電路輸出端，低通包絡(luò)檢波電路輸出端分別接減法器輸入端和加法器輸入端， 減法器輸出端接第一門(mén)限比較器輸入端，第一門(mén)限比較器輸出端接模擬開(kāi)關(guān)；帶通濾波電路輸入端接放大電路輸出端，帶通包絡(luò)檢波電路輸入端接帶通濾波電路輸出端，帶通包絡(luò)檢波 電路輸出端分別接減法器輸入端和加法器輸入端，加法器輸出端接第二門(mén)限比較器輸入端， 第二門(mén)限比較器輸出端分別接模擬開(kāi)關(guān)和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路輸入端。本發(fā)明的空鼓檢測(cè)原理是手持式檢測(cè)頭與墻面滑動(dòng)摩擦過(guò)程中激發(fā)的聲信號(hào)的特性與 墻體結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，當(dāng)檢測(cè)頭于健康墻體表面摩擦?xí)r，滑動(dòng)摩擦聲低頻部分能量豐富、高 頻部分能量較??；對(duì)于空鼓墻體，除了直接的摩擦聲，檢測(cè)頭與墻面的摩擦將導(dǎo)致空鼓內(nèi)產(chǎn) 生大量頻率較高的回鳴聲。因此，本發(fā)明通過(guò)手持式檢測(cè)頭滑動(dòng)墻體時(shí)產(chǎn)生的聲信號(hào)中高頻 與低頻部分的相對(duì)強(qiáng)度來(lái)判斷墻體是否存在空鼓。由于不需要進(jìn)行逐點(diǎn)敲擊，而是采用在墻 體表面滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生聲信號(hào)，因此檢測(cè)速度大大加快，便于實(shí)現(xiàn)大面積墻體的檢測(cè)。信號(hào)處理電路是本發(fā)明的關(guān)鍵，其特點(diǎn)在于采用簡(jiǎn)單可靠的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行滑動(dòng)摩擦聲信 號(hào)的特征提取，檢測(cè)滑動(dòng)摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的高頻特性的空鼓回鳴聲。與現(xiàn)有的檢測(cè)方法相比，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)1. 檢測(cè)速度快，適用于大面積建筑墻體的檢測(cè)；2. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；3. 手持式檢測(cè)，操作方便。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的手持式檢測(cè)頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的手持式檢測(cè)頭與麥克風(fēng)的連接關(guān)系示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的放大電路、低通濾波電路和帶通濾波電路原理圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的低通包絡(luò)檢波電路原理圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的帶通包絡(luò)檢波電路原理圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的減法器、加法器、第一門(mén)限比較器和第二門(mén)限比較器，以及信號(hào) 強(qiáng)度顯示電路的原理圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例的單片機(jī)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。參見(jiàn)圖l，本發(fā)明設(shè)有手持式檢測(cè)頭l、麥克風(fēng)2、信號(hào)處理電路(信號(hào)處理電路設(shè)有放 大電路3、低通濾波電路4、低通包絡(luò)檢波電路5、減法器6、第一門(mén)限比較器7、帶通濾波電路8、帶通包絡(luò)檢波電路9、加法器IO、第二門(mén)限比較器11和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路12)、單 片機(jī)13、模擬開(kāi)關(guān)14、結(jié)果輸出電路15和電源。放大電路3輸入端接麥克風(fēng)2，低通濾波 電路4輸入端接放大電路3輸出端，低通包絡(luò)檢波電路5輸入端接低通濾波電路4輸出端， 低通包絡(luò)檢波電路5輸出端分別接減法器6輸入端和加法器10輸入端，減法器6輸出端接第 一門(mén)限比較器7輸入端，第一門(mén)限比較器7輸出端接模擬開(kāi)關(guān)14;帶通濾波電路8輸入端接 放大電路3輸出端，帶通包絡(luò)檢波電路9輸入端接帶通濾波電路8輸出端，帶通包絡(luò)檢波電 路9輸出端分別接減法器6輸入端和加法器10輸入端，加法器10輸出端接第二門(mén)限比較器 11輸入端，第二門(mén)限比較器11輸出端分別接模擬開(kāi)關(guān)14和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路12輸入端。 模擬開(kāi)關(guān)14輸出端和單片機(jī)13的脈沖寬度信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)13的脈沖寬度檢測(cè)信號(hào) 輸出端接結(jié)果輸出電路15輸入端。參見(jiàn)圖2 4，手持式檢測(cè)頭1設(shè)有握把16、連桿17、檢測(cè)頭和麥克風(fēng)固定支架18。手持式檢測(cè)頭用于由操作人員手持在墻體表面進(jìn)行滑動(dòng)摩擦激發(fā)用于檢測(cè)的聲信號(hào)，作 為連桿17的鋼質(zhì)圓管一頭焊接上一個(gè)用作檢測(cè)頭的不銹鋼圓柱體，另一頭安裝木質(zhì)握把16， 用于方便操作人員手握，同時(shí)圓管上通過(guò)螺栓固定一個(gè)麥克風(fēng)固定支架18 (采用圓環(huán)形塑料 麥克風(fēng)套)，用于將麥克風(fēng)2固定于連桿17上。有線(xiàn)麥克風(fēng)采用廣州天拓麥克制造有限公司的動(dòng)圈式有線(xiàn)麥克風(fēng)系列MD-890型，頻率 范圍50—16kHz;靈敏度-53dB±3dB;輸出阻抗600歐姆±30%;指向性心型。以下給出本發(fā)明的具體工作原理。固定在手持式檢測(cè)頭上的有線(xiàn)麥克風(fēng)采集滑動(dòng)摩擦聲信號(hào)經(jīng)過(guò)放大分為兩路，其中一路 進(jìn)行低通濾波(濾波器截止頻率設(shè)在墻體摩擦聲通常的上限頻率)、包絡(luò)檢波；另一路進(jìn)行帶 通濾波(濾波器通帶設(shè)為空鼓回鳴聲通常的頻率范圍)、包絡(luò)檢波，兩路包絡(luò)檢波的輸出送入 減法器進(jìn)行相減，相減結(jié)果代表了表面摩擦聲與空鼓回鳴聲的相對(duì)強(qiáng)度，減法器輸出送入第 一門(mén)限比較器，用于檢測(cè)空鼓回鳴聲較強(qiáng)時(shí)其與表面摩擦聲的強(qiáng)度之差；同時(shí)，為了保證檢 測(cè)頭摩擦有足夠的強(qiáng)度，兩路包絡(luò)檢波器的輸出送入加法器進(jìn)行相加后送入第二門(mén)限比較器 進(jìn)行幅度比較，第二門(mén)限比較器輸出脈沖用于控制一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通通道，低通門(mén)限比較 器的輸出送入該模擬開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)聲信號(hào)強(qiáng)度足夠大時(shí)，第二門(mén)限比較器輸出脈沖控制模擬 開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，第一門(mén)限比較器的輸出通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)送入單片機(jī)進(jìn)行脈寬檢測(cè)，根據(jù)寬度檢測(cè)結(jié) 果判斷是否存在空鼓并輸出檢測(cè)結(jié)果。參見(jiàn)圖5，墻體檢測(cè)聲信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)MIC輸入后進(jìn)入運(yùn)放構(gòu)成的U1A放大器反向放大 10倍，然后分兩路 一路經(jīng)過(guò)由三個(gè)運(yùn)放U1B，U1C，U1D組成的中心頻率6KHZ， Q值為1.5的雙二階帶通濾波器濾波， 一路通過(guò)截止頻率為4KHZ，由運(yùn)放U2A構(gòu)成的有源低通濾波器， 分別進(jìn)行帶通和低通濾波。參見(jiàn)圖6和7,低通濾波輸出信號(hào)通過(guò)運(yùn)放T2A和二極管D1,D2組成的半波整流電路， 然后經(jīng)過(guò)二極管D3取正向電壓，再經(jīng)電容C5和一個(gè)由電阻R12和電容C6組成的低通濾波 器，便得到包絡(luò)，并經(jīng)運(yùn)放T2C組成的反相放大電路及運(yùn)放T2D組成的輸出緩沖電路輸出。帶通濾波輸出信號(hào)通過(guò)類(lèi)似的包絡(luò)檢波器，取出包絡(luò)。參見(jiàn)圖8，把得到的低通及帶通兩路包絡(luò)分別送入運(yùn)放構(gòu)成的U2B加法器和U2D減法器 進(jìn)行相加、相減運(yùn)算，力B、減運(yùn)算的輸出分別送入由運(yùn)算放大器LM311構(gòu)成的兩個(gè)門(mén)限比較 器U1、 U2與可調(diào)門(mén)限進(jìn)行比較。其中兩路包絡(luò)信號(hào)之和在第二門(mén)限比較器U1與可變電阻 R31設(shè)定的門(mén)限比較用于判斷檢測(cè)聲信號(hào)是否有足夠的強(qiáng)度，兩路包絡(luò)信號(hào)之差在第一門(mén)限 比較器U2與可變電阻R29設(shè)定的門(mén)限比較用于判斷檢測(cè)聲中空鼓回鳴信號(hào)強(qiáng)度是否超過(guò)墻 面摩擦信號(hào)的強(qiáng)度。第二門(mén)限比較器Ul輸出的脈沖接入4052模擬開(kāi)關(guān)U4的通道控制端， 用于控制第一門(mén)限比較器U2輸出的脈沖的選通。信號(hào)強(qiáng)度顯示的原理為第二門(mén)限比較器 Ul輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)一個(gè)綠色發(fā)光二級(jí)管，若綠燈亮，表示檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度夠。電路中運(yùn)放均采用TL084。參見(jiàn)圖9，模擬開(kāi)關(guān)U4的輸出信號(hào)送入單片機(jī)AT89C2051的p3.2，通過(guò)單片機(jī)程序進(jìn) 行脈沖寬度判斷。單片機(jī)端口pl.6接紅燈發(fā)光二級(jí)管，用于表示檢測(cè)結(jié)果。 以下給出單片機(jī)程序。 AT89C2051單片機(jī)程序清單如下 START:MOV TH0,訓(xùn)0H;T0置數(shù) MOV TLO,麵H MOV RO，謂HJNBP3.2,L2;判斷是否接收到 SETBTRO;計(jì)時(shí)脈沖寬度 JB P3.2,$ CLRTROMOV@R0,TH0;保存數(shù)據(jù) INCROMOV @R0,TL0CLRC MOVA,71HSUBB A，#B8H ;判斷是否大于3ms。 MOVA，70H SUBB A,細(xì)H JNC REL2;AJMP START;小于3ms，紅燈不亮 REL2:SETBP1.6 ;大于3ms，紅燈亮，就表示墻體有空鼓DELAY3CPLP1.6AJMP START注時(shí)鐘頻率假設(shè)12M.DE1AY3:延時(shí)10ms子程序
權(quán)利要求
1.手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀，其特征在于設(shè)有手持式檢測(cè)頭、麥克風(fēng)、信號(hào)處理電路、單片機(jī)、模擬開(kāi)關(guān)、結(jié)果輸出電路和電源。信號(hào)處理電路輸入端接麥克風(fēng)，模擬開(kāi)關(guān)分別與信號(hào)處理電路輸出端和單片機(jī)的脈沖寬度信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的脈沖寬度檢測(cè)信號(hào)輸出端接結(jié)果輸出電路輸入端。
2. 如權(quán)利要求1所述的手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀，其特征在于手持式檢測(cè)頭設(shè)有握把、 連桿和摩擦頭，連桿上設(shè)有麥克風(fēng)固定支架。
3. 如權(quán)利要求1所述的手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀，其特征在于信號(hào)處理電路設(shè)有放大 電路、低通濾波電路、低通包絡(luò)檢波電路、減法器、第一門(mén)限比較器、帶通濾波電路、帶通 包絡(luò)檢波電路、加法器、第二門(mén)限比較器和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路，放大電路輸入端接麥克風(fēng)， 低通濾波電路輸入端接放大電路輸出端，低通包絡(luò)檢波電路輸入端接低通濾波電路輸出端， 低通包絡(luò)檢波電路輸出端分別接減法器輸入端和加法器輸入端，減法器輸出端接第一門(mén)限比 較器輸入端，第一門(mén)限比較器輸出端接模擬開(kāi)關(guān)；帶通濾波電路輸入端接放大電路輸出端， 帶通包絡(luò)檢波電路輸入端接帶通濾波電路輸出端，帶通包絡(luò)檢波電路輸出端分別接減法器輸 入端和加法器輸入端，加法器輸出端接第二門(mén)限比較器輸入端，第二門(mén)限比較器輸出端分別 接模擬開(kāi)關(guān)和信號(hào)強(qiáng)度顯示電路輸入端。
全文摘要
手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀，涉及一種空鼓檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀。提供一種檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低的手持式墻體空鼓快速檢測(cè)儀。設(shè)有手持式檢測(cè)頭、麥克風(fēng)、信號(hào)處理電路、單片機(jī)、模擬開(kāi)關(guān)、結(jié)果輸出電路和電源。信號(hào)處理電路輸入端接麥克風(fēng)，模擬開(kāi)關(guān)分別與信號(hào)處理電路輸出端和單片機(jī)的脈沖寬度信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的脈沖寬度檢測(cè)信號(hào)輸出端接結(jié)果輸出電路輸入端。
文檔編號(hào)G01N29/36GK101246145SQ20081007071
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者峰 童, 許肖梅, 陳東升 申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)