一种用于纵波的激发装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于纵波的激发装置，包括信号发生装置、信号传递装置和至少两个检波装置，所述检波装置设于被测对象表面，用于记录波动信号的初始时刻、记录波动信号在被测对象中的传播时间以及计算波动信号在被测对象中的传播速度；所述信号传递装置包括弯曲部和直线部，所述直线部一端与弯曲部一端焊接，直线部另一端与信号发生装置连接，弯曲部另一端伸入被测对象的开孔处。本发明专利技术还公开了一种纵波测试方法。本发明专利技术能够产生指向性强、能量大且集中的波动信号，为被测对象结构物特性分析提供高品质信号基础。

An exciting device for longitudinal wave and its testing method

The invention discloses a device for longitudinal excitation, including signal generator, signal transmission device and at least two detection device, the detection device is arranged on the surface of the object to be measured, for the initial time, record the fluctuation signal recording fluctuation signal in the measured object and the calculation of the propagation time of fluctuation signal in the measured object the speed of propagation; the signal transmitting device comprises a bent part and the linear part is welded, one end of the linear part and the bending section, the other end is connected with the linear signal generating device, the bending part of the other end is inserted into the hole to be measured as the. The invention also discloses a method of P-wave testing. The invention can produce strong directivity, large energy and concentrated wave signals, which provide a high quality signal basis for the analysis of the structure properties of the measured objects.

【技术实现步骤摘要】
一种用于纵波的激发装置及其测试方法
本专利技术涉及隧道、桥梁、水利等工程结构质量检测
，具体涉及一种用于纵波的激发装置及其测试方法。
技术介绍
在工程检测技术中，弹性波以其能量大，与混凝土(岩体)物理参数(模量、强度)对应关系明确，所有被广泛应用于结构物材质和缺陷检测。但是，在传统的工程检测过程中大多数结构(隧道超前预报检测、在役桥梁混凝土结构损伤检测等)没有有效的敲击面，导致无法获取能量较大和指向性明确的纵波，也难以对被测对象结构的缺陷、力学等状态进行有效反应。
技术实现思路
基于此，针对上述问题，有必要提出一种为被测对象结构物特性分析提供高品质信号基础的纵波激发装置及其测试方法，其能够产生指向性强、能量大且集中的波动信号。本专利技术提供一种用于纵波的激发装置，其技术方案如下：一种用于纵波的激发装置，包括信号发生装置、信号传递装置和至少两个检波装置，所述检波装置设于被测对象表面，用于记录波动信号的初始时刻、记录波动信号在被测对象中的传播时间以及计算波动信号在被测对象中的传播速度；所述信号传递装置包括弯曲部和直线部，所述直线部一端与弯曲部一端焊接，直线部另一端与信号发生装置连接，弯曲部另一端伸入被测对象的开孔处。本专利技术的用于纵波的激发装置在实际操作过程中，首先需要确定被测对象的测试区域，对其尺寸进行精度测量，并在测试区域内布置检波装置，该检波装置至少为两个，包括检波装置S1和检波装置S2，其中，检波装置S1用于记录波动信号的初始时刻；检波装置S2用于记录波动信号在测试区域的传播时间，并计算波动信号在被测对象中的传播速度，为了提高测试精度也可布置多个检波装置进行拟合；检波装置布置完成以后，采用钻孔设备在被测对象表面开凿一个测试孔，在测试孔的孔洞内填充适量的橡皮泥，将信号传递装置放入测试孔的内部，用信号发生装置轻轻敲击信号传递装置，使信号传递装置与被测对象贴合紧密，然后通过信号发生装置用力激振信号传递装置，用于产生纵波的激振信号，检波装置获取纵波波动信号，通过获取的波动信号传播信息分析测试对象的特性；采用本专利技术所设计的信号发生装置、信号传递装置和检波装置，以及它们之间的配合，能够产生指向性强、能量大且集中的波动信号，为被测对象结构物特性分析提供高品质的信号基础。作为上述方案的进一步优化，所述信号传递装置的材质硬度为HRC28-HRC35。使信号发生装置发出激振信号能通过信号传递装置快速、完整、安全的传递至被测对象处，且不至于在信号发生装置用力激振信号传递装置的过程中导致信号传递装置受损，提高了信号传递装置的信号传输效率及使用寿命。作为上述方案的进一步优化，所述信号传递装置的直径为10mm-80mm。该信号传递装置的直径可根据测试频率及测试范围在10mm-80mm之间进行调整，保证信号传递装置的直径与测试频率及测试范围匹配，既控制了成本，又提高信号传递的效率。作为上述方案的进一步优化，所述弯曲部和直线部之间的夹角为120°-160°。根据被测对象表面所开设的测试孔，在120°-160°的范围内调整信号传递装置弯曲部和直线部的夹角，使得弯曲部能放入测试孔内与被测对象接触，并保证直线部能伸出测试孔，且方便与信号发生装置发生撞击接触而产生纵波波动信号。作为上述方案的进一步优化，所述检波装置为传感器，且检波装置个数大于等于两个，相邻两个检波装置之间的距离相同。检波装置的个数需大于两个，且无上限，用于拟合波动信号速度与缺陷位置；相邻两个检波装置之间的距离应相同，当波动信号在被测对象内传输，且检波装置采集到相应波动信号时，可根据该波动信号传输到两个检波装置的时间差以及该两个检波装置之间的距离计算得出波动信号在被测对象内传播的速度；提高了计算的效率，并使得计算出的波动信号的传播速度准确、有效，为被测对象结构物特性分析提供准确、稳定、有效的数据基础。本专利技术还提供一种纵波测试方法，其技术方案如下：一种纵波测试方法，包括以下步骤：a、将至少两个检波装置等间距的布置在被测对象表面；b、在被测对象表面开设一个测试孔，并在测试孔的内表面填充橡皮泥；c、将信号传递装置的弯曲部放入测试孔内，其直线部伸出测试孔外；d、利用信号发生装置敲击信号传递装置的直线部，发出激振信号，并通过信号传递装置的弯曲部传递至被测对象；e、利用检波装置采集纵波波动信号，并通过获取的波动信号传播信息分析被测对象的特性。本专利技术的纵波测试方法，首先需要确定被测对象的测试区域，对其尺寸进行精度测量，并在测试区域内的被测对象表面布置检波装置，该检波装置至少为两个，包括检波装置S1和检波装置S2，其中，检波装置S1用于记录波动信号的初始时刻；检波装置S2用于记录波动信号在测试区域的传播时间，并计算波动信号在被测对象中的传播速度，为了提高测试精度也可布置多个检波装置进行拟合；检波装置布置完成以后，采用钻孔设备在被测对象表面开凿一个测试孔，在测试孔的孔洞内填充适量的橡皮泥，将信号传递装置的弯曲部放入测试孔内，使信号传递装置的弯曲部与被测对象贴合紧密，由于弯曲部和直线部之间存在120°-160°的夹角，保证直线部能伸出测试孔外，然后用信号发生装置轻轻敲击，激振信号传递装置的直线部，产生纵波的激振信号，检波装置获取纵波波动信号，通过获取的波动信号传播信息分析测试对象的特性；利用本专利技术的纵波测试方法，能够产生指向性强、能量大且集中的波动信号，为被测对象结构物特性分析提供高品质的信号基础，且对被测对象结构的力学特性分析更准确、可靠。作为上述方案的进一步优化，还包括以下步骤：检波装置获取到波动信号传播信息后，通过时间差计算出两个检波装置之间波动信号的传播速度其中，L为两个检波装置之间的距离，Δt1为两个检波装置接收到波动信号的时间差。设置两个检波装置S1和S2，检波装置S1用于记录波动信号的初始时刻，检波装置S2用于记录波动信号在被测对象测试区域的传播时间，波动信号在检波装置S1和检波装置S2之间传播时间差Δt1通过数据采集获得，再根据现场测量的检波装置S1和检波装置S2之间的距离，可计算出波动信号在测试对象中从检波装置S1到检波装置S2的传播速度。作为上述方案的进一步优化，还包括以下步骤：通过波动信号的传播速度，计算出被测对象的杨氏弹性模量，该杨氏弹性模量其中，μ为被测对象的泊松比。根据计算出的波动信号的传播速度，可计算出被测对象的杨氏弹性模量，并通过该弹性模量即可评价该被测对象结构的力学特性；根据该指向性强、能量大且集中的波动信号，并进行科学、有效的计算，使获得的数据更准确，分析得出的被测对象结构的力学特性更可靠。作为上述方案的进一步优化，还包括以下步骤：以其中一个检波装置为基础，根据波动信号的传播速度以及波动信号遇到机械阻抗差异时产生回波信号的原理，计算出缺陷位置D＝vΔt2；其中，v为波动信号的传播速度，Δt2为从接收波动信号到产生回波信号之间的时间差。以任意一个检波装置接收到的波动信号为基础，根据波动信号遇到机械阻抗差异时产生回波信号的原理，可判断被测对象内部是否存在大型空洞、断层等缺陷信息，并可通过该波动信号的传播速度，以及从接收波动信号到产生回波信号之间的时间差，计算得出产生缺陷的位置，进而方便进行准确，有针对性的修复处理。本专利技术的有益效果是：1、采用本专利技术所设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纵波的激发装置，其特征在于，包括信号发生装置、信号传递装置和至少两个检波装置，所述检波装置设于被测对象表面，用于记录波动信号的初始时刻、记录波动信号在被测对象中的传播时间以及计算波动信号在被测对象中的传播速度；所述信号传递装置包括弯曲部和直线部，所述直线部一端与弯曲部一端焊接，直线部另一端与信号发生装置连接，弯曲部另一端伸入被测对象的开孔处。

【技术特征摘要】
1.一种用于纵波的激发装置，其特征在于，包括信号发生装置、信号传递装置和至少两个检波装置，所述检波装置设于被测对象表面，用于记录波动信号的初始时刻、记录波动信号在被测对象中的传播时间以及计算波动信号在被测对象中的传播速度；所述信号传递装置包括弯曲部和直线部，所述直线部一端与弯曲部一端焊接，直线部另一端与信号发生装置连接，弯曲部另一端伸入被测对象的开孔处。2.根据权利要求1所述的用于纵波的激发装置，其特征在于，所述信号传递装置的材质硬度为HRC28-HRC35。3.根据权利要求1或2所述的用于纵波的激发装置，其特征在于，所述信号传递装置的直径为10mm-80mm。4.根据权利要求1所述的用于纵波的激发装置，其特征在于，所述弯曲部和直线部之间的夹角为120°-160°。5.根据权利要求1所述的用于纵波的激发装置，其特征在于，所述检波装置为传感器，且检波装置个数大于等于两个，相邻两个检波装置之间的距离相同。6.一种纵波测试方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将至少两个检波装置等间距的布置在被测对象表面；b、在被测对象表面开设一个测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘本夏，龚自强，楚海强，石正雄，张若钢，
申请(专利权)人：四川陆通检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51