专利名称：回弹法混凝土抗压强度检测仪及其制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种回弹法混凝土抗压强度检测仪及其制作方法，属混凝土抗压强度的无损检测领域。
背景技术：
混凝土抗压强度是建筑工程质量的一项重要指标，回弹法检测混凝土抗压强度是无损检测混凝土抗压强度中使用最广的一种方法。回弹法混凝土抗压强度检测长期以来广泛使用的是机械式游标直读回弹仪，该回弹仪是以一主弹簧驱动弹击锤并撞击紧顶在混凝土表面的弹击杆，混凝土表面受弹击所产生的反弹力通过弹击杆再传递到弹击锤而使弹击锤被弹回一个距离，人们规定以这个回弹距离作为混凝土抗压强度的间接的衡量值并称为回弹值(1回弹值单位＝0.75毫米)。在实际使用中，人工读取回弹仪上由弹击锤带动的游标所指示的回弹值读数，人工记录其数据，再根据有关技术标准对数据进行人工处理或输入计算机处理后得出被测量混凝土的抗压强度。从实际使用情况看，机械式游标直读回弹仪不可避免地存在人工读数误差较大、各环节容易产生人为差错、数据处理效率低下，而且检测数据容易被人为篡改的漏洞。为解决机械式游标直读回弹仪在使用中存在的人为因数影响较大的问题，人们推出了数字化回弹仪。如中国专利01220127.8所公开的“带电子示值器的回弹仪”，在回弹仪的游标“边侧至少有两个与电子示值器电连接的非接触式传感器。”当弹击锤回弹时，所设的传感器立即向计算器发送时刻信号，并根据各传感器的时刻信号通过一数学模型计算出回弹值。但这种回弹仪不是直接检测回弹值而是通过检测回弹仪的游标上某点通过各传感器的时刻，再通过数学模型计算出弹击锤最终回弹值，由于其测量精度与传感器的时间测量精度、装配定位精度及回弹仪弹击方向的水平面夹角等多重参数相关，并且时间测量精度易受外界震动以及弹簧震动谐波影响，因此存在生产技术要求高、测量精度不易控制、实际使用时必须先输入弹击角度等问题。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题就是要提出一种非接触式的回弹法混凝土抗压强度检测仪，但它是直接测量回弹值的并符合有关技术标准，同时还要提供它的制作方法。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，在壳体2中安装有一中心穿有导向杆9的弹击锤10，弹击锤前端与壳体前壁间由一支主弹簧8连接，弹击锤外径有后小前大的台阶，在壳体壁内安装有与导向杆平行的游标导杆11，游标5安装在游标导杆上，游标的指针面限在壳体上的与导向杆平行的长孔19中，游标前端固定一向壳体中心且向前倾斜伸出的簧片12，簧片顶点向壳体中心深入的距离要超过弹击锤的大直径而未及弹击锤的小直径。另有一件由光电开关和已知各缝间距离的平面光栅13构成的回弹值传感组件安装在游标5与壳体2之间，平面光栅13在与导向杆9平行的平面上并处于光电开关的光信号通道上，而平面光栅13上的缝在与导向杆9相交的平面上并与光电开关的光路相交，平面光栅不与光电开关作机械接触。在实际安装中可将光电开关安装在游标上，将平面光栅安装在壳体上；也可反过来将平面光栅安装在游上而将光电开关安装在壳体上。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其中光电开关是对射式光电开关15，尤其是槽式光电开关，而平面光栅13的缝是透射的。作为可行的办法，用反射式光电开关或对射式光电开关与平面镜面光栅或平面透射光栅的各种组合均能实现回弹值传感器的工作目的，但选用对射式光电开关和平面透射光栅组成回弹值传感器，更便于制作和安装，而槽式光电开关又进一步使光电开关的安装简化。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其中平面光栅的缝在与导向杆9垂直的平面上，光电开关的光发射器和光接受器前各有一遮光板，遮光板上有与光栅上缝平行的透光缝。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，所说的光电开关15经光电信号线17与一电子线路板16连接，电子线路板安装在壳体2外的电子线路舱6中，电子线路舱壳体7安装在壳体2外，电子线路舱与壳体2内部之间开有通道孔18。电子线路板上安装有单板机系统，单板机系统中包括了光电信号输入、计数、计算、存储、采样控制和数据通信接口14诸电路。在此，单板机系统接收由光电开关输入的光电信号并对其进行处理，再通过数据通信接口与另设的控制及显示设备进行数据交换，从而实现所需的控制、显示或打印等处理，使由壳体2所搭载的各零部件所构成的产品成为回弹法混凝土抗压强度检测仪的独立的数字化传感器部分。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，当光电开关15被安装在游标5上时，所说的连接光电开关15与电子线路板16所采用的光电信号线17是柔性连接线，如双绞线、平行线等，尤其是柔性印刷电路(FPC)连接线。光电开关随游标移动时，采用柔性连接线以保证光电开关与电子线路板之间的无障碍移动。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，电子线路板16上安装的数据通信接口14是串行通信接口，也即外界与电子线路板上单板机系统进行信息交换的信号所采用的是标准异步串行通信协议，除可配用专用回弹示值仪外也可直接与有异步串行接口的各类电脑设备，如台式电脑、笔记本电脑、掌上电脑或电脑的存储设备连接使用，由回弹仪显示记录或由电脑设备显示记录打印等。在此，因为使用了串行通信接口使回弹法混凝土抗压强度检测仪的传感器成为不必与专用的回弹示值仪配套使用的，独立的数字化的传感器产品。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，其中平面光栅13的制作是以轻薄材料为基材，并采用印刷方法按一定的规律将缝印制在基材上。这里的规律就是确定各缝间距离的规律。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，其中当平面光栅是平面透射光栅时，是用不透光的涂料以印刷的方法将不透光的条纹印在在一透光薄片上而制成的，其中两道条纹之间未印上涂料的间隔就是光栅的透光缝。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，在平面光栅上按在一相等的宽度内印刷一道条纹并留一个间隔的规律印刷不透光条纹。这个宽度最好是1个回弹值长度的倍数值或等分值，所说的1个回弹值长度的倍数值或等分值可以是1个、2个或1/2个、1/3个回弹值等等。这个宽度的大小关系到回弹法混凝土抗压强度检测仪所检测到的回弹值的精确度，也受制于光电开关的响应频率和印刷技术。这个宽度越小则测量精度越高。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，是用不透光的涂料印刷不透光条纹时，按各条纹宽度相等和各间隔宽度相等的方法进行。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，平面光栅13的起始端有一截是全被印上不透明涂料的，在安装时要使回弹仪在复位后平面光栅13的两端中更接近光电开关的一端为起始端，弹击锤回弹时弹击锤带动游标动作使光电开关15相对于平面光栅13从起始端向另一端运动。这一截全被印上不透明涂料的起始端，是用以校正回弹仪的回弹值基准点的，通过安装在电子线路板16的拨动开关组或短接焊点组不同的通、断组合，可简单实现对传感器回弹基准点的校准。
本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪，以传统的机械式游标直读回弹仪为基础，在其游标与壳体之间以不作机械接触的方式安装以光电开关和平面光栅组成的回弹值传感组件。在回弹过程中，当弹击锤带动游标沿游标导杆移动时，使光电开关与平面光栅之间作相对位移，平面光栅上的每一个缝会使光电开关作一次通断响应而输出一个电子脉冲。光电开关所输出的光电信号就是以若干个电子脉冲组成的。光电开关所输出的光电信号中的电子脉冲数就是光电开关与平面光栅之间的相对位移所经过的缝的个数。由于光栅上各个缝之间的间距长度是已知的，因此光电开关所输出的电子脉冲数直接反映了游标所指示的回弹值。电子线路板上的单板机系统只需对光电信号中的电子脉冲进行计数，再将电子脉冲数与平面光栅上从基准点起的与电子脉冲数相等的缝数所表示的回弹值个数进行简单换算、在对基准点作适当校准后即可得到回弹值。这一技术方案，使单板机系统的硬件和软件的结构都得到简化，从而降低了电子器件及配套电子线路舱等的成本。以传统的机械式游标直读回弹仪为基础，加装回弹值传感组件和电子线路板后构成的回弹法混凝土抗压强度检测仪的传感器，同时也保持了传统的机械式游标直读回弹仪的技术性能和使用性能。以光电开关和平面光栅组成的回弹值传感组件，其采样方式是不接触的；且直接将位移转化为脉冲信号，更不存在温、湿度漂移、时间漂移等不稳定因素。以本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，用印刷的办法制作的平面光栅，既降低了制造成本、提高了平面光栅的精度和强度，也缩小了回弹传感组件的体积和重量，使之能装入传统的机械式游标直读回弹仪的壳体中。综上所述，本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪及其制作方法提供了一种完全符合有关技术标准、以不接触方式采样的数字化回弹法混凝土抗压强度检测仪。
图1是本发明一实施例的主视图；
图2是图1中A-A向剖视图；图3是图1中B-B向剖视图；图4是图3中5、11、13、15、16、17件的效果图；图5是图3中C-C向剖视图。
具体实施方案 平面透射光栅的制作取一树脂片切出包含两个矩形区域的一片，这两个矩形的尺寸一为长67.5毫米宽5毫米，一为长113.5毫米宽15毫米，前一矩形的一长边完全与后一矩形的一长边重合，两矩形有一对短边之间的距离为7.5毫米，另一对短边之间的距离为38.5毫米。在前一矩形内与长边垂直地用黑涂料每隔0.75毫米印刷上一条宽0.75毫米长5毫米的条纹，在两矩形短边较接近的一端则印上一段长10毫米的涂黑区。然后以两矩形重合的边为棱定型成L形，为从两矩形短边较接近的一端看成，L形的纵边为后一矩形是用以安装平面光栅的边，L形的横边为前一矩形是平面光栅部分。如图1、2、3、4、5所示，在传统的机械式游标直读回弹仪中，用粘接的方法将一槽式光电开关15槽口向上、槽与游标导杆11平行地安装在游标5的右侧(以弹击杆1为前方，游标为上方)。在壳体2上自游标长孔19纵向中心线向右7.5毫米起再向右打上一个长67.5毫米的通道孔18。在壳体外该通道孔18上方安装一由电子线路舱壳体7构成的电子线路舱6，有一电子线路板16安装在电子线路舱内。电子线路板上安装有单板机及其他电子元件，与安装在电子线路舱壳体上的串行通信接口14一起构成单板机系统。单板机系统的信号输入端经一条柔性印刷电路17通过通道孔18连接槽式光电开关15。电子线路舱壳体7朝向游标长孔19的边与壳体2相合并盖过游标长孔且有与游标长孔重合的长孔。将前述制作所得的平面透射光栅1 3的光栅部分向下插入通道孔18，将安装部分夹在壳体2与电子线路舱壳体7边之间，另有一透明护板3盖在游标长孔外，在游标长孔周围用螺钉安装。光栅部分正好处在槽式光电开关15的槽中，与槽式光电开关的光轴垂直，而校正用的涂黑区(基准点)则在前方。在串行通信接口14通过串行通信线4实现与电脑或其他数据处理设备连接。在安装时可在电子线路板上、单板机系统中设置一组拨动开关(或焊接点)以方便在计量检定、维修、更换器件时通过设置开关或焊点不同的通、断组合实现所要求的回弹值基准点误差校准。
权利要求
1.一种回弹法混凝土抗压强度检测仪，在壳体[2]中安装有一中心穿有导向杆[9]的弹击锤[10]，弹击锤前端与壳体前壁间由一支主弹簧[8]连接，弹击锤外径有后小前大的台阶，在壳体壁内安装有与导向杆平行的游标导杆[11]，游标[5]安装在游标导杆上，游标的指针面限在壳体上的与导向杆平行的长孔[19]中，游标前端固定一向壳体中心且向前倾斜伸出的簧片[12]，簧片顶点向壳体中心深入的距离要超过弹击锤的大直径而未及弹击锤的小直径，其特征是另有一件由光电开关和已知各缝间距离的平面光栅[13]构成的回弹值传感组件安装在游标[5]与壳体[2]之间，平面光栅[13]在与导向杆[9]平行的平面上并处于光电开关的光信号通道上，而平面光栅[13]上的缝在与导向杆[9]相交的平面上并与光电开关的光路相交。
2.如权利要求1所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是所说的光电开关是对射式光电开关[15]，而平面光栅[13]的缝是透射的。
3.如权利要求2所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是所说的对射式光电开关是槽式光电开关。
4.如权利要求1或2或3所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是所说的光电开关[15]经光电信号线与一电子线路板[16]连接，电子线路板安装在壳体[2]外的电子线路舱[6]中，电子线路舱壳体[7]安装在壳体[2]外，电子线路舱与壳体[2]内部之间开有通道孔[18]，电子线路板上安装有单板机系统，单板机系统中包括了光电信号输入、计数、计算、存储、采样控制和数据通信接口[14]诸电路。
5.如权利要求4所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是电子线路板[16]上安装的数据通信接口[14]是串行通信接口。
6.如权利要求4所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是所说的连接光电开关[15]与电子线路板[16]所采用的光电信号线是柔性连接线。
7.如权利要求4所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪，其特征是所说的柔性连接线是柔性印刷电路连接线[17]。
8.如权利要求1所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，其特征是其中平面光栅的制作是以轻薄材料为基材，并采用印刷方法按一定的规律将缝印制在基材上。
9.如权利要求8所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，其特征是其中平面光栅[13]是用不透光的涂料以印刷的方法按在一相等的宽度内印刷一道条纹并留一个间隔的规律将不透光的条纹印在一透光薄片上而制成的。
10.如权利要求9所述的回弹法混凝土抗压强度检测仪的制作方法，其特征是平面光栅[13]的起始端有一截是全被印上不透明涂料的。
全文摘要
现有的数字化回弹法混凝土抗压强度检测仪不是直接检测回弹值的，且存在生产技术要求高、测量精度不易控制、实际使用时必须先输入弹击角度等问题。本发明提供的回弹法混凝土抗压强度检测仪及其制作方法是有一件由光电开关和已知各缝间距离的平面光栅13构成的回弹值传感组件安装在游标5与壳体2之间，其中平面光栅13是将缝印制在轻薄材料上制成的。在回弹过程中，弹击锤带动游标移动也使光电开关与平面光栅之间作相对位移，由于光栅上各个缝之间的间距是已知的，因此光电开关所输出的电子脉冲数直接反映了回弹值。提供了一种完全符合有关技术标准、以不接触方式采样的数字化回弹仪。
文档编号G01D5/26GK1444029SQ0310365
公开日2003年9月24日 申请日期2003年2月7日 优先权日2003年2月7日
发明者邱伟明, 诸华丰, 周岳年, 陈岳龙 申请人:舟山市博远科技开发有限公司