本方案屬于混凝土檢測領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)系統(tǒng)、設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、不發(fā)火細(xì)石混凝土，又稱防爆混凝土，是一種能經(jīng)受沖擊而不發(fā)生火花的功能性混凝土，當(dāng)金屬或堅(jiān)硬石塊等物體與該類混凝土發(fā)生摩擦沖擊等機(jī)械作用時(shí)，均不發(fā)生紅灼火花或火星，從而易燃物質(zhì)不易引發(fā)火中爆炸危險(xiǎn)，多用于油庫、化工廠等嚴(yán)禁火種或具有一定防火要求的建筑物。

2、目前，對防爆混凝土不發(fā)火性的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)器具、試驗(yàn)步驟以及不發(fā)火性的判定等內(nèi)容需參照《建筑地面工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（gb50209）附錄a。該規(guī)范對不發(fā)火（防爆）面層的施工質(zhì)量驗(yàn)收作出了明確規(guī)定，（對不發(fā)火材料）試驗(yàn)時(shí)需在暗室內(nèi)進(jìn)行，使用規(guī)定的砂輪（砂輪直徑為150mm），轉(zhuǎn)速控制在600～1000r/min，對試件施加10～20n的壓力進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，觀察有無火花產(chǎn)生以判斷材料的不發(fā)火性。

3、為提供符合上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的防爆檢驗(yàn)裝置，中國專利cn203561573u提供了一種混凝土、砂漿不發(fā)火性能試驗(yàn)裝置，該方案在試驗(yàn)夾具內(nèi)試件上添加不同重量的砝碼以向試件（即，防爆混凝土塊）施加外力，通過砝碼的重量實(shí)現(xiàn)對外力的控制（即，將壓力控制在10～20n）。但是，該裝置在需要調(diào)整外力大小時(shí)需要逐個(gè)添加或移除砝碼，操作較為繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)便捷的精細(xì)調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本方案的目的是提供一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)系統(tǒng)、設(shè)備及方法，以解決檢驗(yàn)試件時(shí)對壓力難以便捷精細(xì)調(diào)整的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本方案提供一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備，包括：底板和暗箱，所述暗箱內(nèi)固定連接有用于放置試件的放置臺，所述放置臺下方設(shè)有砂輪和與砂輪同軸固定連接的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸一端與用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的電機(jī)固定連接，轉(zhuǎn)軸另一端固定連接有配重塊，砂輪兩邊的轉(zhuǎn)軸外轉(zhuǎn)動連接有外軸輪，外軸輪下端固定連接有氣缸，氣缸的活塞桿與外軸輪外壁固定連接，氣缸的活塞桿上設(shè)有第二壓力檢測裝置，氣缸與底板固定連接；所述暗箱內(nèi)壁固定連接有壓力檢測裝置，所述壓力檢測裝置用于檢測放置臺上方的橫向壓力，所述底板邊緣設(shè)有限位槽，所述暗箱底部通過限位槽與底板嵌合，所述暗箱內(nèi)壁相對兩側(cè)滑動連接有氣體通道，氣體通道側(cè)壁上滑動連接有用于夾持試件的夾持桿，氣體通道和夾持桿之間套接有防止氣體通道內(nèi)氣體漏出的密封套，氣體通道上固定連接有控制氣體通道內(nèi)氣壓的通氣閥，通氣閥一端與氣體通道內(nèi)部連通，另一端與暗箱外部的空氣連通，所述暗箱內(nèi)壁嵌有若干光耦感應(yīng)器。

3、還包括處理模塊，處理模塊與電機(jī)、氣缸和通氣閥之間設(shè)有用于控制電路連通或斷開的繼電器，所述處理模塊與光耦感應(yīng)器、第二壓力檢測裝置和壓力檢測裝置電連接，所述處理模塊用于采集、處理光耦感應(yīng)器、第二壓力檢測裝置和壓力檢測裝置發(fā)出的電信號。

4、一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)方法，包括以下步驟：

5、s10：將試件放置在放置臺上，將底板與暗箱嵌合并固定，將混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備接入電源；

6、s20：處理模塊閉合通氣閥和電源之前的繼電器，通氣閥向氣體通道充入空氣，待第一檢測裝置檢測的夾持壓力值大于預(yù)設(shè)的最小夾持壓力時(shí)，斷開通氣閥和電源之間的繼電器，通氣閥停止向氣體通道內(nèi)充入空氣；

7、s30：處理模塊閉合電機(jī)與電源之間的繼電器，使電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在600～1000r/min，閉合氣缸和電源之間的繼電器，使氣缸的活塞桿伸出，直至第二壓力檢測裝置檢測出的支持壓力值增大10～20n，斷開氣缸和電源之間的繼電器，并通過支持壓力值增大的值和壓力檢測裝置檢測出的摩擦力值計(jì)算出摩擦系數(shù)；

8、s40：壓力檢測裝置檢測到摩擦力值后倒計(jì)時(shí)預(yù)設(shè)的摩擦力檢測時(shí)間，根據(jù)壓力檢測裝置檢測的摩擦力值和摩擦系數(shù)求得打磨力，并通過控制氣缸接入的電流大小，使打磨力穩(wěn)定在10～20n；同時(shí)，使用判斷繼電器閉合時(shí)光耦感應(yīng)器是否檢測到火花，并在結(jié)束后斷開混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備接入的電源。

9、一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)系統(tǒng)，使用了一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備和一種混凝土智能檢測檢驗(yàn)方法。

10、本方案的原理在于：通氣閥向氣體通道內(nèi)充氣后，氣體通道內(nèi)的氣壓變大，與氣體通道側(cè)壁滑動連接的夾持桿向外滑出（即，向試件滑出），夾持桿與試件接觸后向試件施加推力，未接觸試件的夾持桿在氣壓作用下向外滑動，直至與試件接觸或滑到最大限度。試件兩側(cè)的夾持桿將試件向?qū)?cè)推動，試件在兩側(cè)夾持桿的相互作用下被固定。試件被打磨震動時(shí)，壓縮一側(cè)的夾持桿，夾持桿在向氣體通道內(nèi)滑動后壓縮氣體，氣體通道內(nèi)的氣壓增大，氣壓增大后氣體通道為夾持桿提供更大的壓力，使夾持桿向震動的試件提供更大的支持力；同時(shí)，另一側(cè)的夾持桿向外滑出，氣體通道內(nèi)的氣壓降低，夾持桿為試件提供的支持力減小。由上述可知，試件震動時(shí)，夾持桿向試件提供的支持力失衡，且與試件運(yùn)動方向相反，使得試件在震動時(shí)受到約束，且震動的幅度越大（運(yùn)動距離越大），受到的約束（與運(yùn)動方向相反的支持力）越大，從而使試件更不易震動（夾持模塊提供的夾持更穩(wěn)固）。

11、夾持桿夾持穩(wěn)固試件后，啟動電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動同軸固定連接的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)軸同軸固定連接的砂輪轉(zhuǎn)動，再啟動氣缸，氣缸的活塞桿伸出，將通過固定連接的外軸輪將與外軸輪轉(zhuǎn)動連接的轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸固定連接的砂輪、電機(jī)、配種塊向上舉起，待砂輪和試件接觸之后，活塞桿上的第二壓力檢測裝置檢測的檢測數(shù)值發(fā)生變化，變化的數(shù)值為砂輪對試件的支持力（由于才開始打磨時(shí)砂輪的磨損極小，砂輪重量對第二壓力檢測裝置檢測的檢測數(shù)值不造成影響）。砂輪與試件接觸后夾持試件的氣體通道在試件的影響下向壓力檢測裝置滑動，直至側(cè)面（氣體通道側(cè)面）與壓力檢測裝置接觸（壓力檢測裝置檢測到摩擦力），壓力檢測裝置檢測出的數(shù)值為試件和砂輪之間的摩擦力，通過第二壓力檢測裝置檢測變化的檢測數(shù)值（砂輪對試件的支持力）和摩擦力，可以求得試件和砂輪之間的摩擦系數(shù)。隨著砂輪打磨的時(shí)間增加，砂輪重量對第二壓力檢測裝置檢測的檢測數(shù)值影響增加，第二壓力檢測裝置檢測出的結(jié)果無法作為砂輪對試件的支持力，此時(shí)，通過求得的摩擦系數(shù)和壓力檢測裝置檢測的摩擦力可以準(zhǔn)確的求得砂輪的打磨力。

12、本方案的技術(shù)效果在于，本方案通過摩擦系數(shù)和摩擦力求得的打磨力避免了直接測量時(shí)，砂輪和試件打磨損耗造成的影響，使打磨力更加準(zhǔn)確，且打磨力可以通過實(shí)時(shí)檢測出的摩擦力確定，通過實(shí)時(shí)的打磨力使用電流控制打磨力的大?。娏骺刂茪飧椎纳炜s長短），這樣的方式能快速調(diào)整打磨力，解決了壓力難以便捷調(diào)整，且氣缸通入的電流可按需隨意調(diào)控，解決了壓力難以精細(xì)調(diào)整的問題。同時(shí)，本方案夾持試件的方式能在打磨時(shí)根據(jù)試件的震動情況調(diào)整穩(wěn)定時(shí)間的支持力，為試件提供更好的穩(wěn)定性，使試件在打磨過程中減少震動帶來的影響，進(jìn)而使打磨力收到的影響更少，使打磨力測試得更準(zhǔn)確，打磨力作用效果更好。

13、綜上所述，本方案解決了檢驗(yàn)試件時(shí)對壓力（打磨力）難以便捷精細(xì)調(diào)整的問題。

14、進(jìn)一步，所述夾持桿上設(shè)有第一壓力檢測裝置，所述夾持桿與試件接觸的一端固定連接有硬質(zhì)合金球。

15、進(jìn)一步，所述處理模塊用于接收第一壓力檢測裝置傳遞過來的電信號時(shí)，將第一壓力檢測裝置傳遞過來的電信號轉(zhuǎn)化為夾持壓力數(shù)值，判斷夾持壓力數(shù)值是否超過預(yù)設(shè)的最小夾持壓力，超過時(shí)，閉合電機(jī)、氣缸和電源之間的繼電器，先調(diào)節(jié)電機(jī)接入的電源使電機(jī)的轉(zhuǎn)子以預(yù)設(shè)的打磨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，再控制氣缸接入的電源，使氣缸的活塞桿伸出，同時(shí)接收第二壓力檢測裝置和壓力檢測裝置傳遞過來的電信號，并轉(zhuǎn)換為支持壓力值和摩擦力值，當(dāng)支持壓力值增加的數(shù)值與預(yù)設(shè)的打磨力相同時(shí)，控制氣缸接入的電流使活塞缸停止伸出，將支持壓力值增加的數(shù)值與摩擦力值結(jié)合計(jì)算得到摩擦系數(shù)，再將摩擦系數(shù)與摩擦力值結(jié)合，確定混凝土的打磨力。

16、進(jìn)一步，處理模塊還用于通過夾持壓力數(shù)值的變化控制調(diào)節(jié)通氣閥接入的電流大小，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，若夾持壓力數(shù)值變化幅度超過預(yù)設(shè)的夾持壓力變化，則調(diào)節(jié)通氣閥接入的電流，使通氣閥向氣體通道內(nèi)充入空氣，直至夾持壓力數(shù)值變化幅度比預(yù)設(shè)的夾持壓力變化小，控制通氣閥關(guān)閉。

17、打磨時(shí)，若夾持試件的夾持力不足則會導(dǎo)致試件震動，試件震動時(shí)夾持桿上第一壓力檢測裝置檢測到的夾持壓力隨試件震動而波動，此時(shí)增加氣體通道內(nèi)的氣壓能增加夾持模塊對試件的夾持力，使試件受到更有效的約束（試件更穩(wěn)定），減少對打磨的影響。

18、進(jìn)一步，所述處理模塊用于在夾持壓力數(shù)值和摩擦力值壓力在預(yù)設(shè)的最短變化時(shí)間內(nèi)變化幅度超過預(yù)設(shè)的最大變化值時(shí)，控制氣缸接入的電流使氣缸的活塞桿收縮到最短，斷開電機(jī)接入的電源，發(fā)出混凝土破損的提示。

19、當(dāng)試件硬度不足時(shí)，在高壓夾持和打磨下容易出現(xiàn)碎裂或表面崩裂的情況。表面崩裂時(shí)，夾持桿抖動較為明顯，此時(shí)停止打磨能避免打磨碎裂試件帶來的崩壞風(fēng)險(xiǎn)（試件崩壞會損傷內(nèi)部零件）。

20、進(jìn)一步，所述處理模塊用于在夾持壓力數(shù)值變化幅度比預(yù)設(shè)的夾持壓力變化小，且電機(jī)接入的電流穩(wěn)定時(shí)，判斷摩擦力值的變化幅度是否大于最大預(yù)設(shè)的最大穩(wěn)定幅度，若大于，則控制氣缸接入的電流使氣缸的活塞桿收縮到最短，判斷支持壓力值的變化幅度是否大于預(yù)設(shè)的砂輪穩(wěn)定變化幅度，若大于，則發(fā)出砂輪不穩(wěn)定的提示，若小于，則發(fā)出活塞桿不穩(wěn)定的提示。

21、當(dāng)?shù)谝粔毫z測裝置檢測的數(shù)值變化不明顯，但摩擦力（壓力檢測裝置檢測的數(shù)值）變化明顯時(shí)，試件在壓力檢測裝置上的抖動明顯，此時(shí)，抖動的原因可能是砂輪和氣缸不穩(wěn)定共同造成的，也可能是氣缸不穩(wěn)定造成的，將氣缸收縮到最短，但砂輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，若第二壓力檢測裝置檢測到的壓力數(shù)值變化明顯，說明砂輪轉(zhuǎn)動時(shí)，外輪軸、砂輪、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、配件快之間存在不穩(wěn)定，若壓力數(shù)值變化明顯，說明氣缸和底板之間松動，通過這樣的方式可以在關(guān)閉混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備的過程中，快速確定混凝土智能檢測檢驗(yàn)設(shè)備無法正常工作的原因，節(jié)省了排查時(shí)間。

22、進(jìn)一步，關(guān)閉電源后，還包括以下步驟：

23、s51：分離暗箱和底板，記錄試件和放置臺的相對位置信息；

24、s52：取下試件，測量合金球在試件表面留下的壓痕直徑d，根據(jù)壓痕直徑d和合金球半徑d計(jì)算壓痕深度h，根據(jù)壓痕直徑d和壓痕深度h計(jì)算壓痕面積a；

25、s53：根據(jù)相對位置信息和放置臺與夾持桿的相對位置信息確定每個(gè)壓痕對應(yīng)的夾持桿，使用夾持桿最后一段穩(wěn)定的夾持壓力f和壓痕面積a求得試件表面的布式硬度hbw；

26、s54：根據(jù)多個(gè)布式硬度hbw分析試件表面硬度分布均勻情況。

27、硬質(zhì)合金球在穩(wěn)定夾持時(shí)會在試件表面留下壓痕，合金球通過壓痕與試件嵌合，使試件更穩(wěn)定的被夾持。同時(shí)，還能通過壓痕和穩(wěn)定夾持時(shí)的夾持壓力計(jì)算試件的布氏硬度。由于夾持桿的數(shù)量較多，且夾持的位置分布較均勻，使得硬度計(jì)算采集的數(shù)據(jù)量大，計(jì)算出的硬度可以相互對比，計(jì)算出的硬度更可靠；同時(shí)，可以通過不同位置的硬度對比分析試件表面的硬度分布情況，對試件的硬度能有更全面的了解。

28、進(jìn)一步，計(jì)算硬度前，排除不完整或重疊的壓痕，確定夾持壓力f時(shí)，排除穩(wěn)定時(shí)間不足的夾持壓力f對應(yīng)的壓痕。

29、由于穩(wěn)定夾持前可能多次調(diào)整夾持位置和夾持壓力，壓痕容易出現(xiàn)疊加、覆蓋或不完整情況，排除不完整或重疊的壓痕能使硬度計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。穩(wěn)定時(shí)間不足也會影響硬度計(jì)算結(jié)果，排除穩(wěn)定時(shí)間不足的夾持壓力f對應(yīng)的壓痕能進(jìn)一步使硬度計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。