本發(fā)明涉及鐵塔組裝質(zhì)量檢測領(lǐng)域，特別涉及一種鐵塔螺栓松動的快速檢測方法。

背景技術(shù)：

鐵塔的組裝一般多采用螺栓連接，螺栓的安裝質(zhì)量至關(guān)重要，由于螺栓數(shù)量多，檢測起來費工耗時，以往檢測鐵塔組裝是否合格時，監(jiān)理人員需要爬上鐵塔，逐一檢查每塊角鐵和每個螺栓是否符合要求，這樣的檢查工作量大，容易漏檢，很難保證檢測質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鐵塔螺栓松動的快速檢測方法及裝置，采用聲波探測技術(shù)，在鐵塔組裝完后進(jìn)行快速檢測，通過分析聲波數(shù)據(jù)，直觀反映出鐵塔螺栓有無松動現(xiàn)象，滿足鐵塔檢測的要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：鐵塔螺栓松動的快速檢測方法，當(dāng)外加振源使鐵塔產(chǎn)生振動時，松動的螺栓和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計數(shù)的方法，對數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓， 具體實現(xiàn)包括三個步驟：1）選擇回轉(zhuǎn)式振動電機(jī)作為機(jī)械振蕩源，電機(jī)振動頻率6～25Hz、振幅5～10mm范圍內(nèi)可調(diào)，在鐵塔組裝完后，將振動電機(jī)設(shè)置在鐵塔的一個地腳塔柱上方1200mm～2000mm處，在振動電機(jī)所在塔柱的對側(cè)地腳塔柱上方1200mm～ 2000mm 處設(shè)有一個振動頻率接收裝置；2）啟動振動電機(jī)，調(diào)整振動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變振動頻率，當(dāng)振幅顯示值最大時，停止振動電機(jī)，如此反復(fù)按動振動電機(jī)的啟停按鈕，振動頻率接收裝置不斷將接收的聲波轉(zhuǎn)變成電信號，進(jìn)行信號記錄和儲存，以便分析測試結(jié)果使用;3）數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對處理后的聲波信號進(jìn)行分析，將聲波信號經(jīng)高頻帶通放大，去掉或降低頻率較低的電機(jī)振動頻率，放大頻率較高的螺栓撞擊的頻率，限幅放大電路將正弦波信號變成矩形波信號，為計數(shù)電路提供計數(shù)信號，再通過數(shù)碼顯示出高頻撞擊的頻率數(shù)。

所述機(jī)械振蕩源，包括直流偏心電機(jī)和可變電壓輸出模塊，直流偏心電機(jī)依次經(jīng)可變電壓輸出模塊與高頻開關(guān)和直流電源相連，高頻導(dǎo)通 / 截止時間控制器與高頻開關(guān)相連，高頻導(dǎo)通 / 截止時間控制器上設(shè)有升壓按鈕、啟停按鈕和降壓按鈕。

所述振動頻率接收裝置，包括聲波接收單元、信號記錄存儲單元和高頻帶通放大單元，聲波接收單元依次與信號記錄存儲單元、高頻帶通放大單元、限幅放大電路、計數(shù)電

路及數(shù)碼顯示單元相連，信號記錄存儲單元與計算機(jī)波形顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:采用聲波探測技術(shù)，在鐵塔組裝完后進(jìn)行快速檢測，具有檢測速度快、節(jié)省大量人力和物力、不需登塔檢測的優(yōu)點，經(jīng)一次全面檢測，即可通過分析聲波數(shù)據(jù)，直觀反映出鐵塔螺栓有無松動現(xiàn)象，滿足鐵塔檢測的效率和準(zhǔn)確率的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例檢測狀態(tài)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中的機(jī)械振蕩源結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中的振動頻率接收裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中的振動頻率接收波形圖；

圖5是本發(fā)明實施例中的經(jīng)過高頻帶通放大的波形圖；

圖6是本發(fā)明實施例中的經(jīng)過限幅削波后的波形圖。

圖1中：1- 鐵塔 2- 松動的螺栓 3- 振動頻率接收裝置 4- 機(jī)械振蕩源。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明：

見圖 1，是本發(fā)明實施例檢測狀態(tài)示意圖，本發(fā)明通過外加機(jī)械振蕩源 4 使鐵塔 1產(chǎn)生振動，松動的螺栓 2 和塔材部件受激發(fā)生共振或振動，產(chǎn)生二次撞擊聲，通過振動頻率接收裝置 3，對聲波接收并轉(zhuǎn)變成電信號，用兩種方法對電信號進(jìn)行分析，一是顯示出聲音波形，通過觀察波形進(jìn)行波形分析；二是通過計數(shù)的方法，通過數(shù)值進(jìn)行分析，從而快速確定鐵塔上是否有松動的螺栓，具體實現(xiàn)包括三個步驟：

1） 選擇回轉(zhuǎn)式振動電機(jī)作為機(jī)械振蕩源，電機(jī)振動頻率在 6 ～ 25Hz、振幅在 5 ～10mm范圍內(nèi)可調(diào)，在鐵塔組裝完后，將振動電機(jī)設(shè)置在鐵塔的一個地腳塔柱上方 1200mm～2000mm 處，在振動電機(jī)所在塔柱的對側(cè)地腳塔柱上方 1200mm ～ 2000mm 處設(shè)有一個振動頻率接收裝置；

2） 啟動振動電機(jī)，通過升壓按鈕和降壓按鈕，調(diào)整振動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變振動頻率，當(dāng)振幅顯示值最大時，停止振動電機(jī)，如此反復(fù)按動振動電機(jī)的啟停按鈕，振動頻率接收裝置不斷將接收的聲波轉(zhuǎn)變成電信號，進(jìn)行信號記錄和儲存，儲存在電子芯片中，以便分析測試結(jié)果使用；

3） 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對處理后的聲波信號進(jìn)行分析，將聲波信號經(jīng)高頻帶通放大，去掉或降低頻率較低的電機(jī)振動頻率，放大頻率較高的螺栓撞擊的頻率，限幅放大電路將正玄波信號變成矩形波信號，為計數(shù)電路提供計數(shù)信號，再通過數(shù)碼顯示出高頻撞擊的頻率數(shù)。

見圖 2， 所述機(jī)械振蕩源，包括直流偏心電機(jī)和可變電壓輸出模塊組成的便攜結(jié)構(gòu)，直流偏心電機(jī)依次經(jīng)可變電壓輸出模塊與高頻開關(guān)和直流電源相連，高頻導(dǎo)通 / 截止時間控制器與高頻開關(guān)相連，高頻導(dǎo)通 / 截止時間控制器上設(shè)有升壓按鈕、啟停按鈕和降壓按鈕?？勺冸妷狠敵瞿K用來改變直流偏心電機(jī)的供電電壓，通過高頻開關(guān)的方式，降低電能的損耗，提高效率。

見圖 3，所述振動頻率接收裝置，包括聲波接收單元、信號記錄存儲單元和高頻帶通放大單元，聲波接收單元依次與信號記錄存儲單元、高頻帶通放大單元、限幅放大電路、計數(shù)電路及數(shù)碼顯示單元相連，信號記錄存儲單元與計算機(jī)波形顯示系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。聲波接收單元主要完成聲 / 電轉(zhuǎn)換，錄制聲音信號，完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，回放錄音信號可以供計算機(jī)波形顯示系統(tǒng)顯示，觀察波形進(jìn)行判斷，還可以通過振動波中的高次諧波分量的多少來判斷，圖中顯示一個完整的波形，具有振動區(qū)和振動衰減區(qū)。高頻帶通放大的作用是去掉低頻信號，也就是振動電機(jī)產(chǎn)生的波形（低頻波），它的能量大，幅度大，能干擾松動螺栓振動產(chǎn)生的波形（高頻波）。限幅放大電路是把幅度不同的信號變成幅度相同的矩形方波，用這種方法計數(shù)比較準(zhǔn)確。

見圖 4，是實施例中振動頻率接收波形圖，主要有振動電機(jī)波形和螺栓振動波形，振動電機(jī)產(chǎn)生的波形振幅較大、頻率較低，螺栓振動產(chǎn)生的波形頻率較高、振幅較小。

見圖 5，實施例中經(jīng)過高頻帶通放大的波形圖，通過高頻帶通放大單元后，振動電

機(jī)波形頻率低（低頻波），在帶阻范圍內(nèi)，被衰減，幅度變??；螺栓振動波形的頻率高（高頻波），在上限幅線與下限幅線之間的帶通范圍內(nèi)，被放大，幅度變大。波形的主要成分是高頻信號，也就是螺栓振動產(chǎn)生的波形。

見圖 6，實施例中經(jīng)過限幅削波后的波形圖，上述信號經(jīng)限幅削波后，上限幅線與下限幅線以外的部分被削掉后，波形基本屬于矩形波，為計數(shù)電路提供合格信號，通過計數(shù)

器的數(shù)值，可以判斷螺栓振動撞擊聲的撞擊次數(shù)產(chǎn)生的頻率，數(shù)值較大，松動的螺栓較多，

數(shù)值較小，螺栓松動較少，以此為依據(jù)，反應(yīng)出鐵塔螺栓緊固的實際情況。