專利名稱：回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀及其制作方法，屬混凝土抗壓強(qiáng)度的無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土抗壓強(qiáng)度是建筑工程質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度是無(wú)損檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度中使用最廣的一種方法?；貜椃ɑ炷量箟簭?qiáng)度檢測(cè)長(zhǎng)期以來(lái)廣泛使用的是機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀，該回彈儀是以一主彈簧驅(qū)動(dòng)彈擊錘并撞擊緊頂在混凝土表面的彈擊桿，混凝土表面受彈擊所產(chǎn)生的反彈力通過彈擊桿再傳遞到彈擊錘而使彈擊錘被彈回一個(gè)距離，人們規(guī)定以這個(gè)回彈距離作為混凝土抗壓強(qiáng)度的間接的衡量值并稱為回彈值(1回彈值單位＝0.75毫米)。在實(shí)際使用中，人工讀取回彈儀上由彈擊錘帶動(dòng)的游標(biāo)所指示的回彈值讀數(shù)，人工記錄其數(shù)據(jù)，再根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工處理或輸入計(jì)算機(jī)處理后得出被測(cè)量混凝土的抗壓強(qiáng)度。從實(shí)際使用情況看，機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀不可避免地存在人工讀數(shù)誤差較大、各環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生人為差錯(cuò)、數(shù)據(jù)處理效率低下，而且檢測(cè)數(shù)據(jù)容易被人為篡改的漏洞。為解決機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀在使用中存在的人為因數(shù)影響較大的問題，人們推出了數(shù)字化回彈儀。如中國(guó)專利01220127.8所公開的“帶電子示值器的回彈儀”，在回彈儀的游標(biāo)“邊側(cè)至少有兩個(gè)與電子示值器電連接的非接觸式傳感器?！碑?dāng)彈擊錘回彈時(shí)，所設(shè)的傳感器立即向計(jì)算器發(fā)送時(shí)刻信號(hào)，并根據(jù)各傳感器的時(shí)刻信號(hào)通過一數(shù)學(xué)模型計(jì)算出回彈值。但這種回彈儀不是直接檢測(cè)回彈值而是通過檢測(cè)回彈儀的游標(biāo)上某點(diǎn)通過各傳感器的時(shí)刻，再通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出彈擊錘最終回彈值，由于其測(cè)量精度與傳感器的時(shí)間測(cè)量精度、裝配定位精度及回彈儀彈擊方向的水平面夾角等多重參數(shù)相關(guān)，并且時(shí)間測(cè)量精度易受外界震動(dòng)以及彈簧震動(dòng)諧波影響，因此存在生產(chǎn)技術(shù)要求高、測(cè)量精度不易控制、實(shí)際使用時(shí)必須先輸入彈擊角度等問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是要提出一種非接觸式的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，但它是直接測(cè)量回彈值的并符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要提供它的制作方法。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，在殼體2中安裝有一中心穿有導(dǎo)向桿9的彈擊錘10，彈擊錘前端與殼體前壁間由一支主彈簧8連接，彈擊錘外徑有后小前大的臺(tái)階，在殼體壁內(nèi)安裝有與導(dǎo)向桿平行的游標(biāo)導(dǎo)桿11，游標(biāo)5安裝在游標(biāo)導(dǎo)桿上，游標(biāo)的指針面限在殼體上的與導(dǎo)向桿平行的長(zhǎng)孔19中，游標(biāo)前端固定一向殼體中心且向前傾斜伸出的簧片12，簧片頂點(diǎn)向殼體中心深入的距離要超過彈擊錘的大直徑而未及彈擊錘的小直徑。另有一件由光電開關(guān)和已知各縫間距離的平面光柵13構(gòu)成的回彈值傳感組件安裝在游標(biāo)5與殼體2之間，平面光柵13在與導(dǎo)向桿9平行的平面上并處于光電開關(guān)的光信號(hào)通道上，而平面光柵13上的縫在與導(dǎo)向桿9相交的平面上并與光電開關(guān)的光路相交，平面光柵不與光電開關(guān)作機(jī)械接觸。在實(shí)際安裝中可將光電開關(guān)安裝在游標(biāo)上，將平面光柵安裝在殼體上；也可反過來(lái)將平面光柵安裝在游上而將光電開關(guān)安裝在殼體上。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其中光電開關(guān)是對(duì)射式光電開關(guān)15，尤其是槽式光電開關(guān)，而平面光柵13的縫是透射的。作為可行的辦法，用反射式光電開關(guān)或?qū)ι涫焦怆婇_關(guān)與平面鏡面光柵或平面透射光柵的各種組合均能實(shí)現(xiàn)回彈值傳感器的工作目的，但選用對(duì)射式光電開關(guān)和平面透射光柵組成回彈值傳感器，更便于制作和安裝，而槽式光電開關(guān)又進(jìn)一步使光電開關(guān)的安裝簡(jiǎn)化。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其中平面光柵的縫在與導(dǎo)向桿9垂直的平面上，光電開關(guān)的光發(fā)射器和光接受器前各有一遮光板，遮光板上有與光柵上縫平行的透光縫。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，所說(shuō)的光電開關(guān)15經(jīng)光電信號(hào)線17與一電子線路板16連接，電子線路板安裝在殼體2外的電子線路艙6中，電子線路艙殼體7安裝在殼體2外，電子線路艙與殼體2內(nèi)部之間開有通道孔18。電子線路板上安裝有單板機(jī)系統(tǒng)，單板機(jī)系統(tǒng)中包括了光電信號(hào)輸入、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲(chǔ)、采樣控制和數(shù)據(jù)通信接口14諸電路。在此，單板機(jī)系統(tǒng)接收由光電開關(guān)輸入的光電信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理，再通過數(shù)據(jù)通信接口與另設(shè)的控制及顯示設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)所需的控制、顯示或打印等處理，使由殼體2所搭載的各零部件所構(gòu)成的產(chǎn)品成為回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的獨(dú)立的數(shù)字化傳感器部分。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，當(dāng)光電開關(guān)15被安裝在游標(biāo)5上時(shí)，所說(shuō)的連接光電開關(guān)15與電子線路板16所采用的光電信號(hào)線17是柔性連接線，如雙絞線、平行線等，尤其是柔性印刷電路(FPC)連接線。光電開關(guān)隨游標(biāo)移動(dòng)時(shí)，采用柔性連接線以保證光電開關(guān)與電子線路板之間的無(wú)障礙移動(dòng)。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，電子線路板16上安裝的數(shù)據(jù)通信接口14是串行通信接口，也即外界與電子線路板上單板機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換的信號(hào)所采用的是標(biāo)準(zhǔn)異步串行通信協(xié)議，除可配用專用回彈示值儀外也可直接與有異步串行接口的各類電腦設(shè)備，如臺(tái)式電腦、筆記本電腦、掌上電腦或電腦的存儲(chǔ)設(shè)備連接使用，由回彈儀顯示記錄或由電腦設(shè)備顯示記錄打印等。在此，因?yàn)槭褂昧舜型ㄐ沤涌谑够貜椃ɑ炷量箟簭?qiáng)度檢測(cè)儀的傳感器成為不必與專用的回彈示值儀配套使用的，獨(dú)立的數(shù)字化的傳感器產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，其中平面光柵13的制作是以輕薄材料為基材，并采用印刷方法按一定的規(guī)律將縫印制在基材上。這里的規(guī)律就是確定各縫間距離的規(guī)律。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，其中當(dāng)平面光柵是平面透射光柵時(shí)，是用不透光的涂料以印刷的方法將不透光的條紋印在在一透光薄片上而制成的，其中兩道條紋之間未印上涂料的間隔就是光柵的透光縫。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，在平面光柵上按在一相等的寬度內(nèi)印刷一道條紋并留一個(gè)間隔的規(guī)律印刷不透光條紋。這個(gè)寬度最好是1個(gè)回彈值長(zhǎng)度的倍數(shù)值或等分值，所說(shuō)的1個(gè)回彈值長(zhǎng)度的倍數(shù)值或等分值可以是1個(gè)、2個(gè)或1/2個(gè)、1/3個(gè)回彈值等等。這個(gè)寬度的大小關(guān)系到回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀所檢測(cè)到的回彈值的精確度，也受制于光電開關(guān)的響應(yīng)頻率和印刷技術(shù)。這個(gè)寬度越小則測(cè)量精度越高。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，是用不透光的涂料印刷不透光條紋時(shí)，按各條紋寬度相等和各間隔寬度相等的方法進(jìn)行。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，平面光柵13的起始端有一截是全被印上不透明涂料的，在安裝時(shí)要使回彈儀在復(fù)位后平面光柵13的兩端中更接近光電開關(guān)的一端為起始端，彈擊錘回彈時(shí)彈擊錘帶動(dòng)游標(biāo)動(dòng)作使光電開關(guān)15相對(duì)于平面光柵13從起始端向另一端運(yùn)動(dòng)。這一截全被印上不透明涂料的起始端，是用以校正回彈儀的回彈值基準(zhǔn)點(diǎn)的，通過安裝在電子線路板16的撥動(dòng)開關(guān)組或短接焊點(diǎn)組不同的通、斷組合，可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器回彈基準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)。
本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，以傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀為基礎(chǔ)，在其游標(biāo)與殼體之間以不作機(jī)械接觸的方式安裝以光電開關(guān)和平面光柵組成的回彈值傳感組件。在回彈過程中，當(dāng)彈擊錘帶動(dòng)游標(biāo)沿游標(biāo)導(dǎo)桿移動(dòng)時(shí)，使光電開關(guān)與平面光柵之間作相對(duì)位移，平面光柵上的每一個(gè)縫會(huì)使光電開關(guān)作一次通斷響應(yīng)而輸出一個(gè)電子脈沖。光電開關(guān)所輸出的光電信號(hào)就是以若干個(gè)電子脈沖組成的。光電開關(guān)所輸出的光電信號(hào)中的電子脈沖數(shù)就是光電開關(guān)與平面光柵之間的相對(duì)位移所經(jīng)過的縫的個(gè)數(shù)。由于光柵上各個(gè)縫之間的間距長(zhǎng)度是已知的，因此光電開關(guān)所輸出的電子脈沖數(shù)直接反映了游標(biāo)所指示的回彈值。電子線路板上的單板機(jī)系統(tǒng)只需對(duì)光電信號(hào)中的電子脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，再將電子脈沖數(shù)與平面光柵上從基準(zhǔn)點(diǎn)起的與電子脈沖數(shù)相等的縫數(shù)所表示的回彈值個(gè)數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單換算、在對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)作適當(dāng)校準(zhǔn)后即可得到回彈值。這一技術(shù)方案，使單板機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件的結(jié)構(gòu)都得到簡(jiǎn)化，從而降低了電子器件及配套電子線路艙等的成本。以傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀為基礎(chǔ)，加裝回彈值傳感組件和電子線路板后構(gòu)成的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的傳感器，同時(shí)也保持了傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀的技術(shù)性能和使用性能。以光電開關(guān)和平面光柵組成的回彈值傳感組件，其采樣方式是不接觸的；且直接將位移轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，更不存在溫、濕度漂移、時(shí)間漂移等不穩(wěn)定因素。以本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，用印刷的辦法制作的平面光柵，既降低了制造成本、提高了平面光柵的精度和強(qiáng)度，也縮小了回彈傳感組件的體積和重量，使之能裝入傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀的殼體中。綜上所述，本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀及其制作方法提供了一種完全符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、以不接觸方式采樣的數(shù)字化回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的主視圖；
圖2是圖1中A-A向剖視圖；圖3是圖1中B-B向剖視圖；圖4是圖3中5、11、13、15、16、17件的效果圖；圖5是圖3中C-C向剖視圖。
具體實(shí)施方案 平面透射光柵的制作取一樹脂片切出包含兩個(gè)矩形區(qū)域的一片，這兩個(gè)矩形的尺寸一為長(zhǎng)67.5毫米寬5毫米，一為長(zhǎng)113.5毫米寬15毫米，前一矩形的一長(zhǎng)邊完全與后一矩形的一長(zhǎng)邊重合，兩矩形有一對(duì)短邊之間的距離為7.5毫米，另一對(duì)短邊之間的距離為38.5毫米。在前一矩形內(nèi)與長(zhǎng)邊垂直地用黑涂料每隔0.75毫米印刷上一條寬0.75毫米長(zhǎng)5毫米的條紋，在兩矩形短邊較接近的一端則印上一段長(zhǎng)10毫米的涂黑區(qū)。然后以兩矩形重合的邊為棱定型成L形，為從兩矩形短邊較接近的一端看成，L形的縱邊為后一矩形是用以安裝平面光柵的邊，L形的橫邊為前一矩形是平面光柵部分。如圖1、2、3、4、5所示，在傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)直讀回彈儀中，用粘接的方法將一槽式光電開關(guān)15槽口向上、槽與游標(biāo)導(dǎo)桿11平行地安裝在游標(biāo)5的右側(cè)(以彈擊桿1為前方，游標(biāo)為上方)。在殼體2上自游標(biāo)長(zhǎng)孔19縱向中心線向右7.5毫米起再向右打上一個(gè)長(zhǎng)67.5毫米的通道孔18。在殼體外該通道孔18上方安裝一由電子線路艙殼體7構(gòu)成的電子線路艙6，有一電子線路板16安裝在電子線路艙內(nèi)。電子線路板上安裝有單板機(jī)及其他電子元件，與安裝在電子線路艙殼體上的串行通信接口14一起構(gòu)成單板機(jī)系統(tǒng)。單板機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端經(jīng)一條柔性印刷電路17通過通道孔18連接槽式光電開關(guān)15。電子線路艙殼體7朝向游標(biāo)長(zhǎng)孔19的邊與殼體2相合并蓋過游標(biāo)長(zhǎng)孔且有與游標(biāo)長(zhǎng)孔重合的長(zhǎng)孔。將前述制作所得的平面透射光柵1 3的光柵部分向下插入通道孔18，將安裝部分夾在殼體2與電子線路艙殼體7邊之間，另有一透明護(hù)板3蓋在游標(biāo)長(zhǎng)孔外，在游標(biāo)長(zhǎng)孔周圍用螺釘安裝。光柵部分正好處在槽式光電開關(guān)15的槽中，與槽式光電開關(guān)的光軸垂直，而校正用的涂黑區(qū)(基準(zhǔn)點(diǎn))則在前方。在串行通信接口14通過串行通信線4實(shí)現(xiàn)與電腦或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接。在安裝時(shí)可在電子線路板上、單板機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置一組撥動(dòng)開關(guān)(或焊接點(diǎn))以方便在計(jì)量檢定、維修、更換器件時(shí)通過設(shè)置開關(guān)或焊點(diǎn)不同的通、斷組合實(shí)現(xiàn)所要求的回彈值基準(zhǔn)點(diǎn)誤差校準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，在殼體[2]中安裝有一中心穿有導(dǎo)向桿[9]的彈擊錘[10]，彈擊錘前端與殼體前壁間由一支主彈簧[8]連接，彈擊錘外徑有后小前大的臺(tái)階，在殼體壁內(nèi)安裝有與導(dǎo)向桿平行的游標(biāo)導(dǎo)桿[11]，游標(biāo)[5]安裝在游標(biāo)導(dǎo)桿上，游標(biāo)的指針面限在殼體上的與導(dǎo)向桿平行的長(zhǎng)孔[19]中，游標(biāo)前端固定一向殼體中心且向前傾斜伸出的簧片[12]，簧片頂點(diǎn)向殼體中心深入的距離要超過彈擊錘的大直徑而未及彈擊錘的小直徑，其特征是另有一件由光電開關(guān)和已知各縫間距離的平面光柵[13]構(gòu)成的回彈值傳感組件安裝在游標(biāo)[5]與殼體[2]之間，平面光柵[13]在與導(dǎo)向桿[9]平行的平面上并處于光電開關(guān)的光信號(hào)通道上，而平面光柵[13]上的縫在與導(dǎo)向桿[9]相交的平面上并與光電開關(guān)的光路相交。
2.如權(quán)利要求1所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是所說(shuō)的光電開關(guān)是對(duì)射式光電開關(guān)[15]，而平面光柵[13]的縫是透射的。
3.如權(quán)利要求2所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是所說(shuō)的對(duì)射式光電開關(guān)是槽式光電開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是所說(shuō)的光電開關(guān)[15]經(jīng)光電信號(hào)線與一電子線路板[16]連接，電子線路板安裝在殼體[2]外的電子線路艙[6]中，電子線路艙殼體[7]安裝在殼體[2]外，電子線路艙與殼體[2]內(nèi)部之間開有通道孔[18]，電子線路板上安裝有單板機(jī)系統(tǒng)，單板機(jī)系統(tǒng)中包括了光電信號(hào)輸入、計(jì)數(shù)、計(jì)算、存儲(chǔ)、采樣控制和數(shù)據(jù)通信接口[14]諸電路。
5.如權(quán)利要求4所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是電子線路板[16]上安裝的數(shù)據(jù)通信接口[14]是串行通信接口。
6.如權(quán)利要求4所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是所說(shuō)的連接光電開關(guān)[15]與電子線路板[16]所采用的光電信號(hào)線是柔性連接線。
7.如權(quán)利要求4所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀，其特征是所說(shuō)的柔性連接線是柔性印刷電路連接線[17]。
8.如權(quán)利要求1所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，其特征是其中平面光柵的制作是以輕薄材料為基材，并采用印刷方法按一定的規(guī)律將縫印制在基材上。
9.如權(quán)利要求8所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，其特征是其中平面光柵[13]是用不透光的涂料以印刷的方法按在一相等的寬度內(nèi)印刷一道條紋并留一個(gè)間隔的規(guī)律將不透光的條紋印在一透光薄片上而制成的。
10.如權(quán)利要求9所述的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀的制作方法，其特征是平面光柵[13]的起始端有一截是全被印上不透明涂料的。
全文摘要
現(xiàn)有的數(shù)字化回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀不是直接檢測(cè)回彈值的，且存在生產(chǎn)技術(shù)要求高、測(cè)量精度不易控制、實(shí)際使用時(shí)必須先輸入彈擊角度等問題。本發(fā)明提供的回彈法混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)儀及其制作方法是有一件由光電開關(guān)和已知各縫間距離的平面光柵13構(gòu)成的回彈值傳感組件安裝在游標(biāo)5與殼體2之間，其中平面光柵13是將縫印制在輕薄材料上制成的。在回彈過程中，彈擊錘帶動(dòng)游標(biāo)移動(dòng)也使光電開關(guān)與平面光柵之間作相對(duì)位移，由于光柵上各個(gè)縫之間的間距是已知的，因此光電開關(guān)所輸出的電子脈沖數(shù)直接反映了回彈值。提供了一種完全符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、以不接觸方式采樣的數(shù)字化回彈儀。
文檔編號(hào)G01D5/26GK1444029SQ0310365
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2003年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月7日
發(fā)明者邱偉明, 諸華豐, 周岳年, 陳岳龍 申請(qǐng)人:舟山市博遠(yuǎn)科技開發(fā)有限公司