一种检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱满度的振动传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑质量检测技术领域，具体涉及一种检测装配式混凝土结构钢 筋套筒灌浆饱满度的振动传感器。
【背景技术】
[0002] 装配式混凝土结构，是指由预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝 土结构。因其具有节能、环保、节省模板，改善施工条件，提高劳动生产率，加快施工进度等 优势，目前在中国的一、二线城市的房建工程中大量使用。在装配式混凝土结构中，钢筋套 筒灌浆连接是一种常用的连接方式，套筒灌浆是否饱满，直接影响结构的受剪承载力和抗 震能力，在《JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程》中，对构件连接明确了要求标准。自 装配式住宅在国内应用以来，业内一直研究目前灌浆饱满度的检测方法，以达到控制施工 质量的目的。但钢筋套筒连接结构为多层介质交替，如图1所示，包括第一构件2、第一钢 筋3、套筒4、第二钢筋5,第二构件6、出浆孔7和注浆孔8,其中金属非金属介质交替，砂浆 体在径向厚度很薄，一般为5mm或6mm，造成现有的工程无损检测方法对其无法进行有效检 测。 【实用新型内容】
[0003] 为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型基于振动的阻尼衰减原理，使用一种检 测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱满度的振动传感器，根据传感器周围介质特性与其 振动阻尼衰减的关系，来判定灌浆料的高度和传感器的位置关系，达到判断施工过程中灌 浆料是否被灌满或凝固后灌浆饱满度是否合格的目的。
[0004] 本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌 浆饱满度的振动传感器，所述振动传感器包括设有开口的密闭壳体，所述壳体内腔的底部 设有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片与弹性体的一侧连接，所述弹性体的另一侧与PCB电路 板连接，所述壳体的开口设有灌封层进行密闭防水，所述压电陶瓷片的正极和负极与穿过 灌封层的导线连接。
[0005] 进一步的，所述壳体为圆柱。
[0006] 进一步的，所述圆柱的直径小于12_，高度小于6_。
[0007] 进一步的，所述圆柱的直径为10_，高度为3_。
[0008] 进一步的，所述圆柱的直径为8_，高度为2. 5_。
[0009] 与现有技术相比，优越效果在于：本实用新型提供的一种检测装配式混凝土结构 钢筋套筒灌浆饱满度的振动传感器，能够满足装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆施工过程的 质量控制和灌浆后的饱满度的快速检测的需求，具有测试速度快、效率高、精度高、稳定和 成本低的优点，为有效检测手段的装配式混凝土结构施工质量验收工作提供了高效检测设 备。
【附图说明】
[0010] 图1为现有技术中钢筋套筒连接结构为多层介质交替结构的剖视图；
[0011] 图2为本实用新型的阻尼振动原理的理论模型示意图；
[0012] 图3为本实用新型中所述振动传感器的俯视图；
[0013] 图4为图3的沿A-A的剖视图；
[0014] 图5为本实用新型中所述振动传感器的右视图；
[0015] 图6为本实用新型所述振动传感器在空气中振动周期和振幅的变化情况示意图；
[0016] 图7为本实用新型所述振动传感器局部埋入灌浆料中振动周期和振幅的变化示 意图；
[0017] 图8为本实用新型所述振动传感器在灌浆料中振动周期和振幅的变化示意图；
[0018] 图9为本实用新型所述检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱满度的检测仪使 用状态的结构示意图；
[0019] 图10为本实用新型所述检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱满度的检测仪的 结构示意图。
[0020] 附图标记如下：
[0021] 1-振动传感器，11-壳体，12-压电陶瓷片，13-弹性体，14-PCB电路板，15-灌封 层，16-导线，2-第一构件，3-第一钢筋，4-套筒，5-第二钢筋，6-第二构件，7-出浆孔，8-注 浆孔，9-检测仪，91-信号接受处理装置，92-信号激励装置，93-MCU控制单元，94-电源， 95-人机交互单元。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本实用新型【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0023] 任何机械振动可用方程式
ξ表示，其中X为振幅、A。为 初始振幅、t为时间、ω为振动系统的固有角频率、β为阻尼系数。其中振动的振幅呈指 数衰减，当振动体一定、激励后初始振动的幅度和频率一定，振动体周围的介质的弹性模量 越大其阻尼系数就越大，因此振动体周围的介质为空气、水、流动的砂浆、凝固后的砂浆，其 阻尼系数依次增大，相应的，振幅的衰减将会急剧增加。为此设计能通过电信号激励产生振 动、并能接收激励撤销后的阻尼振动信号的振动传感器和相应的检测仪器，将振动传感器 预埋在钢筋套筒出浆口的灌浆缝隙间，则可通过接收信号幅度的衰减情况来判别传感器周 围介质的性状，达到检测套筒灌浆是否饱满的目的。
[0024] 如图2所示，本实用新型提供的一种用于检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱 满度的方法工作原理的理论模型，基于阻尼振动的幅度衰减原理，在振动方向上，物体受到 的作用力包括弹性力和摩擦阻力。
[0025] 摩擦阻力：fr= -γν，式中γ为阻力系数，ν为速度；
[0026] 根据牛顿第二定律：
[0027]
[0028] 上述公式中，k为弹性系数，m为质量，X为位移或振幅，t为时间；
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 其中，ω。称为振动系统的固有角频率，β称为阻尼系数；此方程按β大小的不 同，微分方程有三种不同形式的解。当阻尼较小时，此时β<ω。，称为欠阻尼状态。
[0033] 方程的解为：
[0034]
[0035] 可进一步写成如下形式：
[0036]
[0037] 其中，A(t) =A#et称为阻尼振动的振幅，分析此式可知，阻尼振动的振幅按指数 规律衰减，β越大衰减越快，所以阻尼振动又叫减幅振动。
[0038] 基于上述规律，如图6、7和8所示，是在不同阻尼系数下的振动传感器1的振动曲 线。如图6所示，可以清晰分辨出β=0.6时，传感器在空气中振动周期和振幅的变化情 况，如图8所示，β=1时，传感器在灌浆料中振动周期和振幅的