衬砌检测设备的制作方法

本实用新型涉及混凝土质量检测技术领域，特别涉及一种基于地震波法的用于检测输水隧道混凝土质量的便携机械式衬砌检测设备。

背景技术：

对于输水隧道而言，因其特殊性在施工工艺和检测方法上都与其他类型的隧道不同。而在国内外专门针对输水隧道混凝土的衬砌检测方法和检测设备还不多见。目前在输水隧道混凝土的衬砌检测方法中常用的是雷达法和弹性波法。雷达法仪器设备相对成熟，而弹性波法正处于起步阶段，相应的仪器设备仍不完善。

对于弹性波法检测输水隧道混凝土的衬砌质量，工程中多采用地震映像法、冲击回波法、超声横波法等，但是各方法均有其适应性与局限性，不适用于实际工程。具体存在的缺陷如下：

1、通过人工敲锤激发地震波，难以保证每次信号的能量和频率稳定不变。一方面，当敲击的力道不同时，获得的弹性波振幅出现差异；另一方面，弹性波的优势频率与锤头和被测介质表面的接触面积有关，当力道不同时接触面积不同，所获得的有效信号优势频率将发生变化。

2、传统获取弹性波信号的方式大多采用人工手动握持传感器使其紧贴被测介质表面，由于人为干扰易使传感器与被测介质表面耦合不良，所获得的信号发生畸变，使工作效率降低。

3、传统的弹性波法检测衬砌质量仅使用一道传感器，数据处理手段仅能从单道数据入手，解释精度不高，具有较大局限性。

4、超声横波法虽然为阵列式传感器，但是设备沉重且多道传感器一方面与衬砌表面耦合困难，另一方面检测速率偏低。

由此可见，现有的弹性波法设备存在结构笨重、震源能量不稳定、检测效率低、数据处理手段单一等缺陷，亟待一种便捷的弹性波法衬砌检测设备。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构轻便、操作简单且能够稳定激发弹性波、并使传感器与衬砌良好耦合、获得数据能够应用于多种处理手段的弹性波法衬砌检测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

本实用新型提供一种衬砌检测设备，包括：弹性波激发装置、弹性波接收装置和连杆，弹性波激发装置与连杆固定连接，弹性波接收装置的数量为至少两套，分别与连杆滑动连接；其中，弹性波激发装置包括金属球、激振器组件和扳机组件，扳机组件与激振器组件勾接，金属球固定在激振器组件上，当勾动扳机组件时，扳机组件与激振器组件脱离，激振器组件带动金属球撞击被测物的表面激发弹性波；弹性波接收装置包括传感器壳体、传感器和减震弹簧，传感器安装在传感器壳体内，减震弹簧的两端分别与传感器、传感器壳体抵接，在传感器壳体上安装有圆弧形触头。

优选地，激振器组件包括激振器外壳，激振器外壳的顶部与底部开口，在激振器外壳设置有传动杆，传动杆的一端从激振器外壳的顶部开口伸出，传动杆的另一端与金属球螺纹连接，在传动杆上固定或一体成型有挡板和楔形卡，楔形卡与扳机组件勾接，在传动杆上还套设有激振弹簧，激振弹簧的两端分别与激振器外壳的顶部、挡板抵接。

优选地，扳机组件包括扳机、限位杆、扳机固定轴和限位杆固定轴，扳机固定轴与限位杆固定轴分别固定在激振器外壳内，扳机与扳机固定轴铰接，限位杆与限位杆固定轴铰接，扳机与限位杆的一端抵接，限位杆的另一端与楔形卡勾接。

优选地，扳机包括勾手和撞针，勾手伸出激振器外壳，撞针与限位杆抵接。

优选地，限位杆的一端为直杆，另一端形成与楔形卡勾接的倒钩。

优选地，在传动杆伸出激振器外壳的一端固定有手柄。

优选地，在传动杆伸出激振器外壳的部分固定有触发传感器工作的触发开关。

优选地，传感器壳体包括传感器外壳和传感器内壳，传感器内壳安装在传感器外壳的内部，传感器安装在传感器内壳的内部，减震弹簧的两端分别与传感器外壳、传感器内壳抵接，传感器外壳的底部开口，圆弧形触头通过该开口与被测物的表面耦合。

优选地，弹性波接收装置还包括套装在连杆上的滑动套筒，滑动套筒通过螺丝与传感器外壳固定连接。

优选地，在连杆上刻有刻度尺。

本实用新型能够取得以下技术效果：

1、衬砌检测设备将弹性波的激发与接收合二为一，弹性波激发装置的机械振动可以避免因人工敲锤而引起的震源能量及频率不稳定，减震弹簧可以使传感器与衬砌良好耦合，提高接收信号的信噪比。

2、通过对两道弹性波信号进行分析，可从地震映像法、冲击回波法、频谱分析法、sasw法等多个角度进行数据处理，对异常信号进行综合解释，大幅度地提高对异常缺陷的判断精度和准确度，同时实现一次数据采集，多种方法联合解释的作用，提高检测效率。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的衬砌检测设备的整体结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的弹性波接收装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的弹性波激发装置的结构示意图。

其中的附图标记包括：弹性波激发装置1、弹性波接收装置2、连杆3、刻度尺31、螺钉4、金属球101、激振器外壳102、传动杆103、挡板104、楔形卡105、激振弹簧106、扳机107、限位杆108、扳机固定轴109、限位杆固定轴110、触发开关111、手柄112、传感器外壳201、传感器内壳202、传感器203、减震弹簧204、圆弧形触头205、滑动套筒206、螺丝207。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

下面将对本实用新型实施例提供的衬砌检测设备进行详细说明。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的衬砌检测设备的整体结构。

如图1所示，本实用新型实施例提供的衬砌检测设备，包括：弹性波激发装置1、弹性波接收装置2和连杆3，弹性波激发装置1的数量为一套，固定在连杆3上用于撞击被测物的表面激发弹性波，弹性波接收装置2的数量为至少两套，分别滑动连接在连杆3上，通过弹性波接收装置2在连杆3上的自由滑动，实现偏移距(弹性波激发装置1和第一套弹性波接收装置2之间的距离)和道间距(两套弹性波接收装置2之间的距离)的自由调节。

两套弹性波接收装置2能够实现两道弹性波信号的数据采集，通过对两道弹性波信号进行分析，可从地震映像法、冲击回波法、频谱分析法、sasw法等多个角度进行数据处理，对异常信号进行综合解释，大幅度地提高对异常缺陷的判断精度和准确度，同时实现一次数据采集，多种方法联合解释的作用，提高检测效率。

在本实用新型的一个示例中，连杆3选用金属连杆，具有耐磨的优点。

在本实用新型的另一个示例中，在连杆3上刻有刻度尺31，可实现对偏移距和道间距的精确调节。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的弹性波接收装置的结构。

如图2所示，弹性波接收装置包括传感器壳体、传感器203和减震弹簧204，传感器壳体包括传感器外壳201和传感器内壳202，传感器203安装在传感器内壳202的内部，传感器内壳202安装在传感器外壳201的内部，减震弹簧204安装在传感器内壳202与传感器外壳201之间，减震弹簧204的两端分别与传感器内壳202与传感器外壳201抵接，在传感器内壳202的底部安装有圆弧形触头205，传感器外壳201的底部开口，圆弧形触头205能够露出传感器外壳201与被测物的表面耦合，通过减震弹簧204的弹力能够使传感器203与被测物的表面达到良好耦合的效果，所采集的信号不会发生畸变，提高接收信号的信噪比。

弹性波接收装置还包括滑动套筒206，滑动套筒206套装在连杆3上，并在连杆3上自由滑动，滑动套筒206的底部通过螺丝207与传感器外壳201固定连接。在完成弹性波接收装置的位置调节后，通过螺钉4将弹性波接收装置固定在连杆3上。

圆弧形触头205选用耐磨材质，例如金属、陶瓷等等。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的弹性波激发装置的结构。

如图3所示，弹性波激发装置包括金属球101、激振器组件和扳机组件，扳机组件与激振器组件勾接，金属球101固定在激振器组件上，当勾动扳机组件时，扳机组件与激振器组件脱离，触发激振器组件动作，激振器组件带动金属球101撞击被测物的表面激发弹性波。

在本实用新型的一个具体实施例中，激振器组件包括激振器外壳102、传动杆103、挡板104、楔形卡105和激振弹簧106，激振器外壳102的顶部与底部开口，金属球101位于激振器外壳102内，能够从激振器外壳102的底部开口伸出，传动杆103位于激振器外壳102内，且顶端从激振器外壳102的顶部开口伸出，底端与金属球101螺纹连接，实现金属球101与传动杆103的可拆卸安装；挡板104与楔形卡105位于激振器外壳102内固定或一定成型在传动杆103上，挡板104起到阻挡激振弹簧106的作用，激振弹簧106安装在传动杆103上，一端与挡板104抵接，另一端与激振器外壳102抵接，在传动杆103向上运动时，通过挡板104压缩激振弹簧106；楔形卡105用于实现与扳机组件的勾接。

在本实用新型的另一个具体实施例中，扳机组件包括扳机107、限位杆108、扳机固定轴109和限位杆固定轴110，扳机固定轴109与限位杆固定轴110分别固定在激振器外壳102内，扳机107与扳机固定轴109铰接，限位杆108与限位杆固定轴110铰接，扳机107与限位杆108的一端抵接，限位杆108的另一端与楔形卡105勾接。

限位杆108的一端为直杆，另一端形成与楔形卡105勾接的倒钩。

扳机107包括勾手和撞针，勾手伸出激振器外壳102，撞针位于激振器外壳102并与限位杆108的直杆端抵接。

当勾动勾手时，撞针压向限位杆108，使限位杆108产生转动，从而使限位杆108的倒钩与楔形卡105脱离，被压缩的激振弹簧106释能，推动传动杆103向下运动，金属球101随之弹出激振器外壳102与被测物的表面撞击，激发弹性波。

在传动杆103伸出激振器外壳102的一端固定有手柄112，手柄112便于提拉传动杆103，当向上提拉手柄112时，带动传动杆103向上运动，激振弹簧106随之被压缩，当楔形卡105运动至指定位置时，限位杆108的倒钩勾住楔形卡105，实现传动杆103的固定。

在传动杆103伸出激振器外壳102的部分固定有触发开关111，当金属球101与被测物的表面撞击激发弹性波后，触发开关111被触发，启动传感器203采集弹性波信号，确保弹性波的激发与采集同步进行。

通过弹性波激发装置的机械振动激发弹性波，可以避免因人工敲锤而引起的震源能量及频率不稳定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。