超聲激勵(lì)紅外熱像的加載方法及其設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲激勵(lì)紅外熱像的加載方法，屬于土木工程領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及這種超聲激勵(lì)紅外熱像加載方法所使用的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲激勵(lì)紅外熱像法是一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)利用超聲波激勵(lì)混凝土構(gòu)件，超聲波在構(gòu)件內(nèi)部傳播并在微裂紋等缺陷部位大量衰減，導(dǎo)致機(jī)械能大量轉(zhuǎn)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(gòu)件表面溫度場(chǎng)的變化，從而得到典型缺陷的特征信息。超聲激勵(lì)紅外熱像法檢測(cè)混凝土缺陷成功的關(guān)鍵之一，是超聲波能量能夠高效地進(jìn)入混凝土構(gòu)件，并在混凝土缺陷部位選擇性地轉(zhuǎn)化和集聚，從而實(shí)現(xiàn)選擇性激勵(lì)?，F(xiàn)有技術(shù)中，超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭與被測(cè)的混凝土構(gòu)件之間只是簡(jiǎn)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(cè)試結(jié)果。特別是當(dāng)被測(cè)的混凝土構(gòu)件表面不夠平整，或者與超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭表面形狀差別較大而導(dǎo)致接觸面較小時(shí)，這種負(fù)面影響會(huì)更加明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，使超聲波能量能夠高效地進(jìn)入混凝土構(gòu)件，并在混凝土缺陷部位成功實(shí)現(xiàn)選擇性激勵(lì)，本發(fā)明提出一種超聲激勵(lì)的加載方法，以及這種方法所使用的設(shè)備。本發(fā)明的方法和設(shè)備能夠克服現(xiàn)有技術(shù)超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭與被測(cè)的混凝土構(gòu)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(cè)試結(jié)果。
[0004]完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是，一種超聲激勵(lì)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(lì)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(lì)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(cè)混凝土試件表面；
(4).待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設(shè)定扭矩?cái)Q緊；
(5).開啟超聲波發(fā)生器，對(duì)待測(cè)混凝土試件進(jìn)行加載，并開始測(cè)試；
(6).測(cè)試結(jié)束后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰出工程塑料套環(huán)。
[0005]本申請(qǐng)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(lì)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(lì)頭尺寸相匹配的尼龍?zhí)篆h(huán)，套環(huán)與激勵(lì)頭均車上對(duì)應(yīng)螺紋。然后使用強(qiáng)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(lì)頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)頭進(jìn)行限位，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)激勵(lì)頭對(duì)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?qū)崿F(xiàn)自鎖，同時(shí)，由于尼龍?zhí)篆h(huán)與金屬激勵(lì)頭的聲阻抗差異顯著，確保了對(duì)激勵(lì)頭聲傳播特性影響較小。
[0008]完成本申請(qǐng)第2個(gè)發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是:上述方法所使用的設(shè)備，一種超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)備，設(shè)有超聲波發(fā)生器及超聲波發(fā)生器的激勵(lì)頭，其特征在于，在該超聲波發(fā)生器的激勵(lì)頭與待測(cè)混凝土試件之間，設(shè)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(lì)頭之間以螺紋連接；該工程塑料套環(huán)與待測(cè)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(qǐng)人推薦:優(yōu)化方案中所述超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭、尼龍?zhí)篆h(huán)及待測(cè)混凝土試件三者之間的固定方式中，需要確保激勵(lì)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(shù)要點(diǎn)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(lì)頭外徑相匹配，并車上相匹配的螺紋，以便激勵(lì)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(lì)頭在套入尼龍?zhí)篆h(huán)后，激勵(lì)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(shè)備能夠克服現(xiàn)有技術(shù)超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭與被測(cè)的混凝土構(gòu)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(cè)試結(jié)果。很多現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法測(cè)出的混凝土構(gòu)件中的缺陷，使用本發(fā)明已經(jīng)能夠很好地測(cè)出。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為使用本發(fā)明方法與設(shè)備得到的紅外熱像圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1，超聲激勵(lì)紅外熱像的加載方法及其設(shè)備，參照?qǐng)D1:制作與激勵(lì)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(qiáng)力膠將尼龍?zhí)篆h(huán)牢牢地粘結(jié)在混凝土試塊表面，牢固后，將激勵(lì)頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)內(nèi)，擰緊，以達(dá)到所需要的壓力。超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)備，如圖1所示，在超聲波發(fā)生器1的激勵(lì)頭2與待測(cè)混凝土試件6之間，設(shè)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(lì)頭之間以螺紋3連接；該尼龍?zhí)篆h(huán)與待測(cè)混凝土試件之間由粘結(jié)劑層5粘合固定。啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，對(duì)混凝土試塊進(jìn)行超聲波選擇性激勵(lì)。圖2是混凝土試塊超聲波激勵(lì)后的熱像圖，亮點(diǎn)的位置為混凝土缺陷，主要是裂縫。可以看出試塊裂縫較多，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(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲激勵(lì)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(lì)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(lì)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(cè)混凝土試件表面； (4).待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設(shè)定扭矩?cái)Q緊； (5).開啟超聲波發(fā)生器，對(duì)待測(cè)混凝土試件進(jìn)行加載，并開始測(cè)試； (6).測(cè)試結(jié)束后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰出工程塑料套環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲激勵(lì)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(quán)利要求2所述的超聲激勵(lì)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(quán)利要求1-3之一所述的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載方法，其特征在于，激勵(lì)頭與混凝土試件表面在加載過程中要始終保持垂直。5.權(quán)利要求1所述的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載方法所使用的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)備，設(shè)有超聲波發(fā)生器及超聲波發(fā)生器的激勵(lì)頭，其特征在于，在該超聲波發(fā)生器的激勵(lì)頭與待測(cè)混凝土試件之間，設(shè)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(lì)頭之間以螺紋連接；該工程塑料套環(huán)與待測(cè)混凝土試件之間粘合固定。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)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(quán)利要求5所述的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)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(quán)利要求5-7之一所述的超聲激勵(lì)紅外熱像的加載設(shè)備，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭、尼龍?zhí)篆h(huán)及待測(cè)混凝土試件三者之間的固定方式中，需要確保激勵(lì)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(lì)紅外熱像的加載方法及其設(shè)備：⑴制作與超聲波發(fā)生器激勵(lì)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(lì)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(cè)混凝土試件表面；⑷待固定牢固后，將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰入尼龍?zhí)篆h(huán)，并按照設(shè)定扭矩?cái)Q緊；⑸開啟超聲波發(fā)生器，對(duì)待測(cè)混凝土試件進(jìn)行加載，并開始測(cè)試；⑹測(cè)試結(jié)束后，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，并將超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭擰出工程塑料套環(huán)。本發(fā)明的方法和設(shè)備能夠克服現(xiàn)有技術(shù)超聲波發(fā)生器激勵(lì)頭與被測(cè)的混凝土構(gòu)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(cè)試結(jié)果。
【IPC分類】G01J5/00, G01N29/22
【公開號(hào)】CN105241961
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510561252
【發(fā)明人】湯雷, 賈宇, 高平, 胡駿文
【申請(qǐng)人】水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年9月6日