Docter沖擊回波系統能量觸發裝置的制造方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種混凝土結構無損檢測設備，尤其涉及一種適用于Docter沖擊回 波系統的能量觸發裝置。
【背景技術】：
[0002] 實際工程中存在多數構件不具備超聲法的檢測條件，如水閘及渠道等建筑物的邊 墩、閘底板、頂板、襯砌等只有單一可測面，可采用Docter沖擊回波系統進行檢測，該系統 配有三種直徑的沖擊球（實際是球狀錘擊面的手錘），但在實際檢測中，常帶來如下問題：
[0003] (1)在檢測過程中需人工操作沖擊球敲擊被檢測面，多次敲擊后易導致操作人員 疲勞；
[0004] (2)沖擊球的手柄在多次敲擊后易發生彎曲甚至折斷；
[0005] (3)在檢測過程中沖擊球經常由于操作失誤撞擊到接收裝置，造成無效信號。
[0006] (4)由于人工操作沖擊球，很難保證每次的敲擊的力度和每次敲擊點與接收器的 距離相同。

【發明內容】
：
[0007] 本發明的目的在于克服現有Docter沖擊回波系統在檢測結構物內部缺陷中存在 的不足，提供一種能夠無需人工彈性敲擊的沖擊回波能量觸發裝置，代替目前的手錘，既滿 足Docter沖擊回波系統檢測結構物內部缺陷的精度要求，又能提高其檢測效率。
[0008] 本發明的技術方案是以下述方式實現的：
[0009] -種Docter沖擊回波系統能量觸發裝置，由沖擊球、槍管、加速裝置、觸發裝置和 槍殼組成；所述沖擊球包括直徑分別為2mm、3mm和5mm的三種鋼球；所述槍管外徑為IOmm, 內徑為6_，在所述槍管的上部設有直徑為6_的進球孔；所述加速裝置包括加速板、發射 彈簧和槍栓，所述發射彈簧的壓縮量為40毫米，剛度系數k = 2. 5n/mm，所述加速板固定在 所述發射彈簧的前端，所述加速板的直徑和厚度分別為5mm和2mm，在加速板中心位置嵌入 有直徑為3mm的永久磁鐵；所述槍殼固定在所述槍管后端下部，所述觸發裝置包括扳機、撞 針和復位彈簧；在所述槍管的下部設有出球孔，所述出球孔中心與所述槍管出口的距離為 5mm 〇
[0010] 本發明的Docter沖擊回波系統能量觸發裝置，具有以下優點：
[0011] (1)操作方便且易于攜帶，工作效率顯著提高。此裝置僅需簡單培訓即可操作，且 對操作人員沒有特殊要求，能夠可以徹底的使人工勞動脫離出來，使工作效率大大提高。
[0012] (2)操作具有可再現性。人工彈性敲擊產生的能量每一次均有不同程度的差異，采 用Docter沖擊回波系統能量觸發裝置后，每次激發的能量均相同。
[0013] (3)可重復使用，投資少，簡單易行。單臺Docter沖擊回波系統能量觸發裝置制作 費用約1000元，加之可重復使用，降低了無損檢測的成本。
[0014] (4)產生無效波形的概率降低，提高了數據的科學性。
【附圖說明】：
[0015] 圖1為本發明Docter沖擊回波系統能量觸發裝置剖面圖；
[0016] 圖2為采用本發明的裝置得到的被測試板結構頻譜圖；
[0017] 圖3為采用本發明的裝置得到的被測試板完好處典型頻譜圖；
[0018] 圖4為采用本發明的方裝置得到的被測試板缺陷處典型頻譜圖。
[0019] 圖中，1為槍管,2為進球孔,3為沖擊球,4為加速板,5為發射彈簧,6為槍栓,7為 撞針，8為復位彈簧，9為槍殼，10為出球孔，11為混凝土，Λ 1為發射彈簧壓縮量。
【具體實施方式】：
[0020] 下面結合實施例和附圖1-4對本發明作進一步說明：
[0021] 本發明的Docter沖擊回波系統能量觸發裝置，結構參考了普通的鋼珠槍結構，發 射原理、觸發裝置的觸發原理也與現有的鋼珠槍的原理相同，由沖擊球3、槍管1、加速裝 置、觸發裝置和槍殼9組成。所述沖擊球3包括直徑分別為2mm、3mm和5mm的三種鋼球。 所述槍管1采用外徑為l〇mm，內徑為6mm的鋼管制成，在所述槍管1的上部設有直徑為6mm 的進球孔2。所述加速裝置包括加速板4、發射彈簧5和槍栓6,所述發射彈簧5的選配非常 關鍵，由于目的不同，本發明的能量觸發裝置的發射彈簧不同于鋼珠槍的發射彈簧，發射后 沖擊球的撞擊力度要符合Docter沖擊回波系統檢測的要求。經過多次試驗和驗證，將所述 發射彈簧5的壓縮量（△ 1)確定為40毫米，剛度系數k = 2. 5n/mm。所述加速板4固定在 所述發射彈簧5的前端，所述加速板4的直徑和厚度分別為5mm和2_。在加速板4中心位 置嵌入直徑為3_的永久磁鐵，防止沖擊球3在發射前滾動。所述槍殼9固定在所述槍管 1后端下部，用于保護觸發裝置內部的結構，同時也是握把。所述觸發裝置包括扳機、撞針7 和復位彈簧8。在所述槍管1的下部設有出球孔10,用于沖擊球3撞擊到被檢測構件反彈 回槍管后的出口，所述出球孔10中心與所述槍管1出口的距離為5mm。
[0022] 使用時，將Docter沖擊回波系統的接收器探頭布設在混凝土構件表面，將所述專 用的能量觸發裝置的所述槍栓6拉至預定位置，將所述沖擊球3通過進球孔2放入所述槍 管1內，將所述槍管1出口垂直緊貼所述接收器探頭附近的混凝土構件表面，扣動扳機彈出 沖擊球3。
[0023] 所述沖擊球3撞擊混凝土表面，激發一彈性波，產生一反射波傳回混凝土表面，并 被附近的所述接收器探頭接收，并傳輸到數據采集儀，存儲在計算機中，并通過濾波、快速 傅立葉變換，將時間域信號轉換為頻率域信號；根據峰值頻率，利用公式（1)確定結構混凝 土的厚度或缺陷深度：
[0024] - ⑴
[0025] 式中：H--板厚或缺陷深度（mm) ;VP--P波（縱波）速度（m/s);
[0026] f--頻率（kHz) ;b--幾何結構形狀系數：對于板狀結構物，b取值為0. 96 ;對于 圓柱狀結構物，b取值為0. 92 ;對于方形梁，b取值為0. 87。
[0027] 應用實例：采用本發明的方法檢測一個帶有缺陷的混凝土板，板幾何尺寸為 2. OmX 1.0 mXO. 3m(長X高X寬），混凝土強度設計等級為C20。采用Docter沖擊回波系 統配置的敲擊錘手動敲擊時，常常形成無效信號，一個有效信號常常需要敲擊多次。采用圖 1所示的能量觸發裝置測試時，一次激發基本能采集到有效信號，效率明顯提高。采用透射 法測得P波（縱波）波速為3969m/s。現場測試頻域圖，兩處完好無缺陷測點的頻譜圖分別 見圖2和圖3。在圖2中有一高峰，應是板底對應的主頻值（5. 86kHz)，依據公式（1)可計算 得該處的實際板厚>
。在圖3,板底對應的主頻值6. 35kHz， 依據公式（1)可計算得該處的實際板厚為300mm。典型缺陷處頻譜圖見圖4,利用公式（1) 可計算出缺陷處板厚度為557mm(可稱為折算厚度）。
【主權項】
1. 一種Docter沖擊回波系統能量觸發裝置，由沖擊球、槍管、加速裝置、觸發裝置和槍 殼組成；所述沖擊球包括直徑分別為2mm、3mm和5mm的三種鋼球；所述槍管外徑為IOmm, 內徑為6_，在所述槍管的上部設有直徑為6_的進球孔；所述加速裝置包括加速板、發射 彈簧和槍栓，所述發射彈簧的壓縮量為40毫米，剛度系數k = 2. 5n/mm，所述加速板固定在 所述發射彈簧的前端，所述加速板的直徑和厚度分別為5mm和2mm，在加速板中心位置嵌入 有直徑為3mm的永久磁鐵；所述槍殼固定在所述槍管后端下部，所述觸發裝置包括扳機、撞 針和復位彈簧；在所述槍管的下部設有出球孔，所述出球孔中心與所述槍管出口的距離為 5mm 〇
【專利摘要】本發明涉及一種Docter沖擊回波系統能量觸發裝置，由沖擊球、槍管、加速裝置、觸發裝置和槍殼組成。本發明采用能量觸發裝置代替Docter沖擊回波系統的鋼制小錘，代替人工敲擊，克服了現有Docter沖擊回波系統在檢測結構物內部缺陷中存在的不足，既滿足Docter沖擊回波系統檢測結構物內部缺陷的精度要求，又能提高其檢測效率。操作方便且易于攜帶，工作效率顯著提高。此裝置僅需簡單培訓即可操作，且對操作人員沒有特殊要求，能夠可以徹底的使人工勞動脫離出來，使工作效率大大提高。
【IPC分類】G01N29/34, G01B17/02
【公開號】CN105092714
【申請號】CN201410190206
【發明人】傅酉, 付玉生
【申請人】天津虹炎科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月7日