超聲激勵紅外熱像的加載方法及其設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲激勵紅外熱像的加載方法，屬于土木工程領域。本發(fā)明還涉及這種超聲激勵紅外熱像加載方法所使用的設備。
【背景技術】
[0002]超聲激勵紅外熱像法是一種新型的無損檢測技術。該技術利用超聲波激勵混凝土構件，超聲波在構件內(nèi)部傳播并在微裂紋等缺陷部位大量衰減，導致機械能大量轉化為熱能并積聚使得溫度升高，用紅外熱像儀捕捉并記錄下混凝土構件表面溫度場的變化，從而得到典型缺陷的特征信息。超聲激勵紅外熱像法檢測混凝土缺陷成功的關鍵之一，是超聲波能量能夠高效地進入混凝土構件，并在混凝土缺陷部位選擇性地轉化和集聚，從而實現(xiàn)選擇性激勵?，F(xiàn)有技術中，超聲波發(fā)生器激勵頭與被測的混凝土構件之間只是簡單的接觸，由于接觸不夠緊密，超聲波能量在接觸面上有較大的損失，影響了測試結果。特別是當被測的混凝土構件表面不夠平整，或者與超聲波發(fā)生器激勵頭表面形狀差別較大而導致接觸面較小時，這種負面影響會更加明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術的上述不足，使超聲波能量能夠高效地進入混凝土構件，并在混凝土缺陷部位成功實現(xiàn)選擇性激勵，本發(fā)明提出一種超聲激勵的加載方法，以及這種方法所使用的設備。本發(fā)明的方法和設備能夠克服現(xiàn)有技術超聲波發(fā)生器激勵頭與被測的混凝土構件之間接觸不夠緊密而造成的超聲波能量損失，本發(fā)明可以把這種損失明顯降低，從而得到較好的測試結果。
[0004]完成上述發(fā)明任務的技術方案是，一種超聲激勵紅外熱像的加載方法，其特征在于，步驟如下:
(1).制作與超聲波發(fā)生器激勵頭尺寸相匹配的工程塑料套環(huán)；
⑵.在工程塑料套環(huán)內(nèi)與激勵頭表面，分別制作相互匹配的螺紋(用車床分別車出螺紋)；
⑶.將工程塑料套環(huán)固定在待測混凝土試件表面；
(4).待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設定扭矩擰緊；
(5).開啟超聲波發(fā)生器，對待測混凝土試件進行加載，并開始測試；
(6).測試結束后，關閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵頭擰出工程塑料套環(huán)。
[0005]本申請人推薦，制作所述套環(huán)的工程塑料，可以采用尼龍，即制成尼龍?zhí)篆h(huán)。所述的尼龍可以采用PA 66、PA6或PA12。
[0006]本方法中，激勵頭與混凝土試件表面在加載過程中要始終保持垂直。
[0007]換言之，本發(fā)明的方法是先制作與激勵頭尺寸相匹配的尼龍?zhí)篆h(huán)，套環(huán)與激勵頭均車上對應螺紋。然后使用強力膠將尼龍?zhí)篆h(huán)牢牢地粘固在混凝土試件表面，待粘接牢固后，將激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)內(nèi)，以實現(xiàn)對激勵頭進行限位，并同時實現(xiàn)激勵頭對混凝土試件表面的壓緊。由于螺紋的放大作用，擰緊后可將所加荷載值放大10倍以上，并能夠實現(xiàn)自鎖，同時，由于尼龍?zhí)篆h(huán)與金屬激勵頭的聲阻抗差異顯著，確保了對激勵頭聲傳播特性影響較小。
[0008]完成本申請第2個發(fā)明任務的技術方案是:上述方法所使用的設備，一種超聲激勵紅外熱像的加載設備，設有超聲波發(fā)生器及超聲波發(fā)生器的激勵頭，其特征在于，在該超聲波發(fā)生器的激勵頭與待測混凝土試件之間，設有工程塑料套環(huán)，該工程塑料套環(huán)與超聲波發(fā)生器激勵頭之間以螺紋連接；該工程塑料套環(huán)與待測混凝土試件之間粘合固定。
[0009]優(yōu)化方案所述的工程塑料套環(huán)，可以采用尼龍?zhí)篆h(huán)。
[0010]申請人推薦:優(yōu)化方案中所述超聲波發(fā)生器激勵頭、尼龍?zhí)篆h(huán)及待測混凝土試件三者之間的固定方式中，需要確保激勵頭與混凝土試件表面在加載過程中始終保持垂直。
本發(fā)明的技術要點有，第一、選取尼龍作為套環(huán)材質(zhì)；第二、套環(huán)內(nèi)徑的尺寸需要與激勵頭外徑相匹配，并車上相匹配的螺紋，以便激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)；第三，尼龍?zhí)篆h(huán)必須牢固地固定在混凝土試件表面，不得發(fā)生位移；第四，激勵頭在套入尼龍?zhí)篆h(huán)后，激勵頭與混凝土試件表面在加載過程中要始終保持垂直。
[0011]本發(fā)明的方法和設備能夠克服現(xiàn)有技術超聲波發(fā)生器激勵頭與被測的混凝土構件之間接觸不夠緊密而造成的超聲波能量損失，本發(fā)明可以把這種損失明顯降低，從而得到較好的測試結果。很多現(xiàn)有技術無法測出的混凝土構件中的缺陷，使用本發(fā)明已經(jīng)能夠很好地測出。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明設備的結構示意圖。
[0013]圖2為使用本發(fā)明方法與設備得到的紅外熱像圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例1，超聲激勵紅外熱像的加載方法及其設備，參照圖1:制作與激勵頭尺寸相匹配的尼龍?zhí)篆h(huán)。將混凝土試塊表面清理干凈，使其平整光潔。使用強力膠將尼龍?zhí)篆h(huán)牢牢地粘結在混凝土試塊表面，牢固后，將激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)內(nèi)，擰緊，以達到所需要的壓力。超聲激勵紅外熱像的加載設備，如圖1所示，在超聲波發(fā)生器1的激勵頭2與待測混凝土試件6之間，設有尼龍?zhí)篆h(huán)4，該尼龍?zhí)篆h(huán)4與超聲波發(fā)生器激勵頭之間以螺紋3連接；該尼龍?zhí)篆h(huán)與待測混凝土試件之間由粘結劑層5粘合固定。啟動超聲波發(fā)生器，對混凝土試塊進行超聲波選擇性激勵。圖2是混凝土試塊超聲波激勵后的熱像圖，亮點的位置為混凝土缺陷，主要是裂縫?？梢钥闯鲈噳K裂縫較多，局部為混凝土酥松；試塊上明顯地有兩條裂紋相互交叉。一條是從左上至右下，一條是從右上至左下，在試塊中部交叉；在試塊的上部裂紋比較連續(xù)。
【主權項】
1.一種超聲激勵紅外熱像的加載方法，其特征在于，步驟如下: (1).制作與超聲波發(fā)生器激勵頭尺寸相匹配的工程塑料套環(huán)； ⑵.在工程塑料套環(huán)內(nèi)與激勵頭表面，分別制作相互匹配的螺紋； ⑶.將工程塑料套環(huán)固定在待測混凝土試件表面； (4).待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設定扭矩擰緊； (5).開啟超聲波發(fā)生器，對待測混凝土試件進行加載，并開始測試； (6).測試結束后，關閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵頭擰出工程塑料套環(huán)。2.根據(jù)權利要求1所述的超聲激勵紅外熱像的加載方法，其特征在于，制作所述套環(huán)的工程塑料，采用尼龍。3.根據(jù)權利要求2所述的超聲激勵紅外熱像的加載方法，其特征在于，所述的尼龍采用 PA 66、PA6 或 PA12。4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的超聲激勵紅外熱像的加載方法，其特征在于，激勵頭與混凝土試件表面在加載過程中要始終保持垂直。5.權利要求1所述的超聲激勵紅外熱像的加載方法所使用的超聲激勵紅外熱像的加載設備，設有超聲波發(fā)生器及超聲波發(fā)生器的激勵頭，其特征在于，在該超聲波發(fā)生器的激勵頭與待測混凝土試件之間，設有工程塑料套環(huán)，該工程塑料套環(huán)與超聲波發(fā)生器激勵頭之間以螺紋連接；該工程塑料套環(huán)與待測混凝土試件之間粘合固定。6.根據(jù)權利要求5所述的超聲激勵紅外熱像的加載設備，其特征在于，所述的工程塑料套環(huán)，采用尼龍?zhí)篆h(huán)。7.根據(jù)權利要求5所述的超聲激勵紅外熱像的加載設備，其特征在于，所述尼龍?zhí)篆h(huán)的尼龍采用PA 66、PA6或PA12。8.根據(jù)權利要求5-7之一所述的超聲激勵紅外熱像的加載設備，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器激勵頭、尼龍?zhí)篆h(huán)及待測混凝土試件三者之間的固定方式中，需要確保激勵頭與混凝土試件表面在加載過程中始終保持垂直。
【專利摘要】超聲激勵紅外熱像的加載方法及其設備：⑴制作與超聲波發(fā)生器激勵頭尺寸相匹配的工程塑料套環(huán)；⑵在工程塑料套環(huán)內(nèi)與激勵頭表面分別制作相互匹配的螺紋；⑶將工程塑料套環(huán)固定在待測混凝土試件表面；⑷待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設定扭矩擰緊；⑸開啟超聲波發(fā)生器，對待測混凝土試件進行加載，并開始測試；⑹測試結束后，關閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵頭擰出工程塑料套環(huán)。本發(fā)明的方法和設備能夠克服現(xiàn)有技術超聲波發(fā)生器激勵頭與被測的混凝土構件之間接觸不夠緊密而造成的超聲波能量損失，本發(fā)明可以把這種損失明顯降低，從而得到較好的測試結果。
【IPC分類】G01J5/00, G01N29/22
【公開號】CN105241961
【申請?zhí)枴緾N201510561252
【發(fā)明人】湯雷, 賈宇, 高平, 胡駿文
【申請人】水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月6日