專利名稱：一種換能器支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用聲波進(jìn)行測(cè)量時(shí)使用的換能器支架。尤其涉及 一種利用聲波衍射法來(lái)測(cè)量固體介質(zhì)中裂縫深度時(shí)使用的換能器支架。
生產(chǎn)生活中常常會(huì)利用聲波書f射法來(lái)對(duì)固體表面的裂縫深度進(jìn)行測(cè)量， 尤其可以用于建筑工程中廣泛存在的混凝土裂縫深度的檢測(cè)。
目前檢測(cè)混凝土非貫穿性裂縫的深度，主要采用聲波衍射法，具體測(cè)試
方法有以下兩種
第一種是"衍射聲時(shí)計(jì)算法"。該方法被英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS-4408和中國(guó)工程 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》(CECS 21:2000， 以下簡(jiǎn)稱《測(cè)缺規(guī)程》)所采用，具體測(cè)量步驟為
1. 在沒(méi)有裂縫處的混凝土表面，多點(diǎn)測(cè)量發(fā)射換能器與接收換能器的間 距與傳播聲時(shí)，用線性回歸法得到聲時(shí)一測(cè)距線性關(guān)系的回歸系數(shù)，即混凝 土的聲速v
2. 將發(fā)射與接收換能器分別置于以裂縫為對(duì)稱的兩側(cè)，在兩換能器之間
的間距A取IOO咖、150mm、 200ran、 250mm、......時(shí)，分別讀取聲時(shí)值、裂
縫深度計(jì)算式為
式中化一第''點(diǎn)計(jì)算的裂縫深度值(mm)
A —第z'點(diǎn)兩換能器之間的間距(mm) 6—第/點(diǎn)聲波傳播時(shí)間(/^)
W —不同間距測(cè)點(diǎn)裂縫深度平均值 "一測(cè)點(diǎn)數(shù)
3.確定裂縫深度將各間距測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的間距值A(chǔ)與平均縫深^相比較， 凡間距(小于氣或大于3氣，應(yīng)剔除該組數(shù)據(jù)，取余下的化的平均值作為裂
背景技術(shù)：
縫深度。第二種是"首波相位反轉(zhuǎn)法"。該方法也被《測(cè)缺規(guī)程》所釆用，該方 法的具體測(cè)試步驟、裂縫深度計(jì)算公式與"衍射聲時(shí)計(jì)算法"相同，但對(duì)不
同間距裂縫深度值的取舍方法不同。具體測(cè)量步驟為在不同間距測(cè)點(diǎn)的測(cè) 試中，觀察首波相位的變化。當(dāng)在某個(gè)間距測(cè)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)首波反相時(shí)，用該間距 測(cè)點(diǎn)及兩個(gè)相鄰間距測(cè)點(diǎn)的裂縫深度測(cè)量值的平均值作為裂縫深度值?；蛘?根據(jù)中國(guó)實(shí)用新型專利"混凝土裂縫測(cè)試儀"(專利號(hào):ZL200420016797. 6 ), 采用與《測(cè)缺規(guī)程》中的"首波相位反轉(zhuǎn)法"相類似的方法，即在多個(gè)聲波 信號(hào)中找到首波反相的測(cè)點(diǎn)位置，并以該測(cè)點(diǎn)前后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均間距的2 倍作為裂縫深度。
目前按照《測(cè)缺規(guī)程》進(jìn)行聲波衍射法檢測(cè)裂縫深度，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，首 先，需要畫出測(cè)點(diǎn)位置，測(cè)量測(cè)距，然后手持發(fā)射換能器和接收換能器分別 放置到畫出的測(cè)點(diǎn)位置，進(jìn)行測(cè)量，以得到混凝土的聲速v;其次，選擇第 一測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，手持發(fā)射換能器與接收換能器分別置于以裂縫為對(duì)稱的兩 側(cè)，發(fā)射與接收換能器的間距為、讀取聲時(shí)值、或觀察首波相位變化，獲 得裂縫深度、然后，選擇第二測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，手持發(fā)射換能器與接收換能 器的間距置為/2，重復(fù)上述步驟，獲得裂縫深度&。最后根據(jù)裂縫深度的計(jì) 算值或首波反相，得到裂縫深度。
但是，手持換能器進(jìn)行測(cè)量，工作繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)，由于兩換能器 都有一定的寬度，即使兩換能器靠的很近，也會(huì)存在一定的間距，而且手持 換能器測(cè)量時(shí)，先標(biāo)刻度線再將兩換能器放置到相應(yīng)位置上，可能會(huì)存在人 為標(biāo)線、間距測(cè)量以及放置時(shí)兩換能器定位不準(zhǔn)等多種誤差，比如兩換能器 位置不對(duì)稱或與被測(cè)裂縫位置不在同一直線上。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決用手持換能器來(lái)檢測(cè)固體介質(zhì)中裂縫的深度存在耗時(shí)長(zhǎng)，誤差 大等缺陷，需要尋找一種更為簡(jiǎn)便，精度更高的裝置。
在上述聲波測(cè)試的實(shí)際操作的情況下，發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和研究發(fā) 明了一種換能器支架。
該支架包括至少一個(gè)換能器支架，至少一對(duì)發(fā)射換能器和接收換能器分 別被固定在支架兩邊，并分別可沿?fù)Q能器支架上的滑軌移動(dòng)。
進(jìn)一步，在所述的換能器支架上、沿滑軌方向上設(shè)有刻度標(biāo)識(shí)。進(jìn)一步，在所述的換能器支架上設(shè)有一個(gè)中心標(biāo)識(shí)。
進(jìn)一步，所述的換能器支架上的刻度標(biāo)識(shí)由成對(duì)的標(biāo)識(shí)線組成，每對(duì)刻 度標(biāo)識(shí)線對(duì)稱的分布在中心標(biāo)識(shí)兩側(cè)。
進(jìn)一步，所述的刻度標(biāo)識(shí)線有四對(duì)，每對(duì)刻度標(biāo)識(shí)間的距離分別為50mtn、 100mm、 150mm、 200mm，并在相應(yīng)位置標(biāo)有標(biāo)識(shí)值。
進(jìn)一步，所述的刻度標(biāo)識(shí)線有四對(duì)，每對(duì)刻度標(biāo)識(shí)間的距離還可以分別 為150mm、 200mm、 250mm、 300mm,并在相應(yīng)位置標(biāo)有標(biāo)識(shí)值。
進(jìn)一步，所述支架的總長(zhǎng)度為100mm~ 600mm。
進(jìn)一步，所述的換能器支架上設(shè)有定位裝置，該定位裝置可將換能器固 定在滑軌上。
進(jìn)一步，所述的換能器支架上設(shè)有定位裝置，該定位裝置可將換能器固 定在刻度標(biāo)識(shí)處。
進(jìn)一步，所述的中心標(biāo)識(shí)為一個(gè)標(biāo)有十字刻線的有機(jī)玻璃板，在十字刻 線中心設(shè)有一個(gè)小孔。
使用該換能器支架進(jìn)行測(cè)量時(shí)，操作簡(jiǎn)便，可以有效避免人工測(cè)距劃線 以及手持換能器時(shí)位置放置不準(zhǔn)確造成的誤差，大大提高了測(cè)量的效率和測(cè) 量值的精準(zhǔn)度。


圖1為本實(shí)用新型的換能器支架示意圖。 圖2為本實(shí)用新型的換能器支架俯視圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng) 參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，附圖僅提供參考與說(shuō)明，并非 用來(lái)限制本實(shí)用新型。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
圖1為本實(shí)用新型的換能器支架的一種實(shí)施例。換能器支架由換能器1、 換能器套2、隔聲材料3、換能器蓋4、彈簧5、滑軌6、定位裝置7、測(cè)試 板8和刻度標(biāo)識(shí)9組成。
圖l左側(cè)為換能器支架的剖視圖，換能器支架由非金屬材料制作而成，能有效減輕重量，即使在冬天測(cè)試時(shí)，也不會(huì)有水涼的感覺(jué)，依然具有較好
的手感。兩換能器1置于兩換能器套2內(nèi)，換能器套2環(huán)向內(nèi)壁與換能器1 之間用環(huán)形隔聲材料3配合的方式，有效的防止了換能器1與換能器套2的 聲短路。換能器套2頂部?jī)?nèi)壁與換能器1頂部之間用彈簧5配合的方式，換 能器蓋4頂住換能器1底部，通過(guò)螺紋等方式固定到換能器套2上，使換能 器1與測(cè)試表面在不平的情況下依然能保證良好的耦合。兩換能器套2分別 被固定在支架兩端，并分別可沿?fù)Q能器支架上的滑軌6移動(dòng)。它能保證換能 器與測(cè)試面良好的耦合，且能直接快速、準(zhǔn)確測(cè)試裂縫。右圖為換能器支架 的背面圖，滑軌6上設(shè)有定位裝置7，也可以采用將定位裝置7設(shè)置在換能 器套2或支架上等多種方式。
圖2為換能器支架的俯視圖，支架兩側(cè)對(duì)稱印有50mm、 100mm、 150mm、 200mm等四個(gè)成對(duì)的刻度標(biāo)識(shí)9，并在相應(yīng)刻度標(biāo)識(shí)9位置設(shè)有定位裝置7， 當(dāng)換能器套2移動(dòng)到相應(yīng)的刻度標(biāo)識(shí)時(shí)，換能器套2通過(guò)定位裝置7能自動(dòng) 固定，使發(fā)射和接收換能器間距準(zhǔn)確。支架底部中心位置裝有一個(gè)標(biāo)有十字 刻線的有機(jī)玻璃測(cè)試板8，且中心是一個(gè)孔，以保證測(cè)試時(shí)支架能準(zhǔn)確地放 在被測(cè)裂縫的某一確定位置上，這樣可以有效地避免人工測(cè)距劃線以及手持 換能器時(shí)位置放置不準(zhǔn)確造成的誤差，大大提高了測(cè)量的效率和測(cè)量值的精 準(zhǔn)度。支架可以根據(jù)需要制成不同的長(zhǎng)度，比如100mm 600mm。在具體實(shí)施 中，若縫深在50鵬以下，可以采用兩側(cè)對(duì)稱印有50mm、 100mm、 150rm、 200mm 等四個(gè)成對(duì)刻度標(biāo)識(shí)的支架，支架的總長(zhǎng)度在250rnm 300麵左右，便于操 作和攜帶。
使用換能器支架時(shí)，先選擇第一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的間距，將兩換能器套2以測(cè) 試板8的中心孔為中心對(duì)稱的置于滑軌刻度標(biāo)識(shí)9上的相應(yīng)位置，中心孔對(duì) 準(zhǔn)待測(cè)裂縫，將支架滑軌壓緊測(cè)試面，使換能器與測(cè)試面良好的耦合，進(jìn)行 第一次測(cè)量。進(jìn)行第二次或第三次測(cè)量時(shí)，保持支架滑軌不動(dòng)，對(duì)稱的改變 兩換能器套2的位置，從而改變第二、第三或多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的間距，進(jìn)行測(cè)量。
本實(shí)用新型的換能器支架也可用于其他利用聲波進(jìn)行的檢測(cè)，不單局限 于對(duì)混凝土材料裂縫的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種換能器支架，其特征在于至少一對(duì)發(fā)射換能器和接收換能器分別被固定在支架兩邊，并分別可沿?fù)Q能器支架上的滑軌移動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種換能器支架，其特征在于在所迷的換能器支架上、沿滑^L方向上"^殳有刻度標(biāo)識(shí)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種換能器支架，其特征在于在所迷的換能 器支架上設(shè)有一個(gè)中心標(biāo)識(shí)。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種換能器支架，其特征在于所述的換能器 支架上的刻度標(biāo)識(shí)由成對(duì)的標(biāo)識(shí)線組成，每對(duì)刻度標(biāo)識(shí)線對(duì)稱的分布在中心 標(biāo)識(shí)兩側(cè)。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種換能器支架，其特征在于所述的刻度標(biāo) 識(shí)線有四對(duì)，每對(duì)刻度標(biāo)識(shí)間的距離分別為50mm、 100mm、 150mm、 200mm, 并在相應(yīng)位置標(biāo)有標(biāo)識(shí)值。
6. 如權(quán)利要求4所述的一種換能器支架，其特征在于所述的刻度標(biāo) 識(shí)線有四對(duì)，每對(duì)刻度標(biāo)識(shí)間的距離分別為150mm、 200mm、 250mm、 300mm, 并在相應(yīng)位置標(biāo)有標(biāo)識(shí)值。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種換能器支架，其特征在于支架的總長(zhǎng)度 為100mm~ 600mm。
8. 如權(quán)利要求1所述的一種換能器支架，其特征在于所述的換能器 支架上設(shè)有定位裝置，該定位裝置可將換能器固定在滑軌上。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種換能器支架，其特征在于所述的換能器 支架上設(shè)有定位裝置，該定位裝置可將換能器固定在刻度標(biāo)識(shí)處。
10. 如權(quán)利要求3所述的一種換能器支架，其特征在于所述的中心標(biāo) 識(shí)為一個(gè)標(biāo)有十字刻線的有機(jī)玻璃板，在十字刻線中心設(shè)有一個(gè)小孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種換能器支架。該支架有至少一對(duì)發(fā)射換能器和接收換能器分別被固定在支架兩邊，并分別可沿?fù)Q能器支架上的滑軌移動(dòng)。該支架解決了用手持換能器檢測(cè)時(shí)存在的耗時(shí)長(zhǎng)，誤差大等缺陷，是一種更為簡(jiǎn)便，精度更高的裝置。
文檔編號(hào)G01B17/00GK201221941SQ20082010846
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者孫剛柱, 崔艷秋, 常志紅, 徐松濤, 濮存亭, 王利廣, 穆鐵軍, 闞月鵬 申請(qǐng)人:北京市市政工程研究院;北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京市康科瑞工程檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司