專利名稱：大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀。
以往，國內(nèi)外對大體積混凝土質(zhì)量評價和檢測方法，主要是在室內(nèi)制作成型試件后(少量現(xiàn)場鉆控取樣)，通過材料試驗機(jī)做強(qiáng)度試驗來評價和管理施工質(zhì)量。此法的缺點(diǎn)是室內(nèi)制作的試件與實際現(xiàn)場施工的混凝土質(zhì)量間差異很大，因而用室內(nèi)測試結(jié)果評價大體積混凝土質(zhì)量代表性較差。
為較好的檢測和評價混凝土現(xiàn)場施工質(zhì)量，近幾十年來國內(nèi)外進(jìn)行了大量現(xiàn)場檢測技術(shù)和儀器的研究開發(fā)工作。目前普遍應(yīng)用的儀器及方法有回彈法、拔拉測試法及超聲脈沖法。但這些方法只能對表層混凝土(10cm內(nèi))進(jìn)行檢測，對混凝土結(jié)構(gòu)物深部質(zhì)量還不能進(jìn)行無損檢測，這使施工質(zhì)量檢測與管理受到極大的限制。
我們首創(chuàng)研制了大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀，經(jīng)測試實踐證明此儀器具有一改過去室內(nèi)制作試件，少量現(xiàn)場取樣進(jìn)行混凝土檢測和質(zhì)量評價的費(fèi)錢、費(fèi)時、費(fèi)力的弊病，它可在不破損情況下對混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)部進(jìn)行分層掃描檢測質(zhì)量。其檢測深度達(dá)到3米。
本實用新型的目的是采用表面波掃頻原理與微電子技術(shù)，微機(jī)技術(shù)及信號處理技術(shù)相結(jié)合，而研制了大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的表面波是一種通過有源激振在半無限彈性體中產(chǎn)生的彈性波，其波陣面呈園柱形，由彈性波理論和傳播參數(shù)知，對于不同激振頻率，表面波傳播所路經(jīng)的深度也不同，通過對激振頻率進(jìn)行掃頻，能獲得表面波在不同深度范圍內(nèi)的速度值。表面波速度與彈性介質(zhì)的密度、泊桑比、動態(tài)彈性模量與剪切模量具有良好的相關(guān)性。因此，在試驗確定表面波速度與混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)定曲線后，即可在現(xiàn)場對大體積混凝土深部質(zhì)量進(jìn)行無損掃描檢測。該儀器由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置組成。
下面結(jié)合

圖1詳細(xì)說明本實用新型提出的具體組成和框圖。表面波激振裝置由可編程信號發(fā)生器(1)，功率放大器(2)，表面波激振器(3)組成?？删幊绦盘柊l(fā)生器(1)是用微電子電路研制的寬頻率及高穩(wěn)定幅度的信號發(fā)生器。功率放大器(2)是將可編程信號發(fā)生器(1)的信號進(jìn)行電壓及電流放大后，用于驅(qū)動表面波激振器。表面波激振器(3)具有寬的頻率范圍300HZ┄10KHZ及20KG激振力，為微型寬帶電磁式激振器。
信號接收、處理計算裝置是由接受傳感器(7)，低噪聲自動穩(wěn)幅放大器(6)，高性能的自動跟蹤濾波器(5)，計算機(jī)采集處理計算器(4)，數(shù)字顯示器(8)，打印繪圖儀(9)等組成。
圖2示出微型寬帶電磁式激振器，即是表面波激振器(3)，它由吊籃(1)，鐵芯(2)，信號線圈(3)，勵磁線圈(4)，十字彈簧(8)等，用環(huán)氧樹脂澆灌而成的可產(chǎn)生正弦或調(diào)制脈沖激振力的激振頭，通過氣隙(5)將電磁推力傳送到固定在混凝土安裝板(11)上的導(dǎo)磁傳力板(10)上，從而在被測混凝土結(jié)構(gòu)物上激發(fā)產(chǎn)生表面波。為防灰塵、水分進(jìn)入激振器內(nèi)，由外殼(9)，頂蓋(12)將其封閉。激振器的勵磁線圈(4)通過電纜插座(7)與外部功率放大器相連接。
圖3示出自動跟蹤濾波器(5)，它是由一個可預(yù)置中心頻率的時鐘發(fā)生器(由IC1－－IC11等12塊數(shù)字集成電路組成)和一個濾波器集成電路IC12、電阻R5－－R12，二個可調(diào)電阻W1、W2組成一種新型的中心頻率可任意設(shè)置的自動跟蹤窄帶濾波器。中心頻率設(shè)置電路由集成電路IC1，IC2，上連接面板上安裝的4位代碼開關(guān)的碼盤，下連接4位計數(shù)器集成電路IC3、IC4、IC5、C6，作為預(yù)置、計數(shù)比較電路。晶振XTAL電路產(chǎn)生的時鐘信號經(jīng)IC8、IC9、IC10進(jìn)行分頻后與IC11鎖相電路連接，其輸出經(jīng)IC7分頻后，由IC6、IC4、IC3進(jìn)行計數(shù)比較后去控制IC11的輸入端，使IC11輸出端的頻率被鎖定在設(shè)置頻率上，把IC11的輸出頻率接至濾波器電路IC12上，作為選頻時鐘，實現(xiàn)了對輸入表面波信號，按設(shè)置中心頻率進(jìn)行自動跟蹤窄帶濾波。
本實用新型解決了大體積混凝土深部質(zhì)量進(jìn)行分層檢測的重大技術(shù)難題，可廣泛應(yīng)用于能源、交通、建筑、冶金等工程中，是一臺精度高、有智能化功能的檢測儀器。
權(quán)利要求1.一種大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀，它由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置等組成，其特征是表面波激振裝置由可編程信號發(fā)生器(1)，功率放大器(2)，表面波激振器(3)組成；表面波信號接收、處理計算裝置由接收傳感器(7)，低噪聲自動穩(wěn)幅放大器(6)，高性能的自動跟蹤濾波器(5)及微機(jī)采集、處理、計算系統(tǒng)(8)、(9)組成。
2.如權(quán)利要求一所述的檢測儀，其特征在于所述表面波激振器(3)，是由吊籃(1)，鐵芯(2)，信號線圈(3)，勵磁線圈(4)，十字彈簧(8)等，用環(huán)氧樹脂澆灌而成的可產(chǎn)生正弦或調(diào)制脈沖激振力的激振頭，通過氣隙(5)將電磁推力傳送到固定在混凝土安裝板(11)上的導(dǎo)磁傳力板(10)上，從而在被測混凝土結(jié)構(gòu)物上激發(fā)產(chǎn)生表面波。為防灰塵、水分進(jìn)入激振器內(nèi)，由外殼(9)，頂蓋(12)將其封閉。激振器的勵磁線圈(4)通過電纜插座(7)與外部功率放大器相連接。
3.如權(quán)利要求一所述的檢測儀，其特征在于所述自動跟蹤濾波器(5)，是由一個可預(yù)置中心頻率的時鐘發(fā)生器(由IC1－－IC11等12塊數(shù)字集成電路組成)和一個濾波器集成電路IC12、電阻R5－－R12，二個可調(diào)電阻W1、W2組成一種新型的中心頻率可任意設(shè)置的自動跟蹤窄帶濾波器。中心頻率設(shè)置電路由集成電路IC1，IC2，上連接面板上安裝的4位代碼開關(guān)的碼盤，下連接4位計數(shù)器集成電路IC3、IC4、IC5、C6，作為預(yù)置、計數(shù)比較電路。晶振XTAL電路產(chǎn)生的時鐘信號經(jīng)IC8、IC9、IC10進(jìn)行分頻后與IC11鎖相電路連接，其輸出經(jīng)IC7分頻后，由IC6、IC4、IC3進(jìn)行計數(shù)比較后去控制IC11的輸入端，使IC11輸出端的頻率被鎖定在設(shè)置頻率上，把IC11的輸出頻率接至濾波器電路IC12上，作為選頻時鐘，實現(xiàn)了對輸入表面波信號，按設(shè)置中心頻率進(jìn)行自動跟蹤窄帶濾波。
專利摘要本實用新型提供了一種大體積混凝土深部質(zhì)量無損掃描檢測儀，它由表面波激振裝置和表面波信號接收、處理計算裝置組成。該儀器采用了表面波掃描原理與電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)及信號處理技術(shù)，從而解決了大體積混凝土深部質(zhì)量進(jìn)行分層檢測的重大技術(shù)難題，可廣泛應(yīng)用于能源、交通、建筑、冶金等工程中，是一臺精度高、有智能化功能的檢測儀器。
文檔編號G01N29/04GK2099975SQ91200278
公開日1992年3月25日 申請日期1991年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月11日
發(fā)明者孫繼增, 陶惠珍 申請人:水利水電科學(xué)研究院儀器研究所