一种超声波振捣装置

1.本实用新型涉及建筑设备技术领域，具体涉及一种超声波振捣装置。


背景技术：

2.用混凝土拌合机拌和好的混凝土浇筑构件时，必须排除其中气泡，进行捣固，使混凝土密实结合，消除混凝土的蜂窝麻面等现象，以提高其强度，保证混凝土构件的质量，混凝土振捣器是用于机械捣实混凝土的机具。超声振动时效又称超声冲击处理技术（ultrasonic impact treatment，uit），其通过超声换能器将超声转化为超过 20khz 的激振频率，对材料施加高周激振，高周疲劳引起工件产生微观的塑性应变，实现应力的释放的同时，不易造成工件的疲劳损伤。与低频振动时效相比，uit技术可使构件晶粒得到细化、力学性能得到提升，并且由于宏观变形小，构件的尺寸稳定性也更佳。现有应用uit技术的超声波振捣设备存在智能化程度低的缺陷，设备操作人员难以掌握振捣过程中的机械振动部分的下沉距离和时间，导致混凝土构件振捣效果不理想，振捣后仍有气泡和蜂窝麻面存留的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：针对现有超声波振捣设备存在智能化程度低、设备下沉距离和时间难以掌握，所导致的混凝土构件振捣效果不理想，振捣后仍存留气泡和蜂窝麻面的情况，提供一种超声波振捣装置，其能够持续采集装置下沉距离、并将高程信号连同振捣时间和下沉时间进行实时数据化显示，供操作人员对装置进行及时控制调整，从而整体提升振捣效果，有效消除混凝土气泡及蜂窝麻面的存留。
4.本超声波振捣装置包括超声波发生装置、压电陶瓷换能器、变幅杆和振动棒，所述超声波发生装置与压电陶瓷换能器电性连接，所述变幅杆安装在压电陶瓷换能器下方，所述振动棒安装在变幅杆下方，其中，所述压电陶瓷换能器顶部设有陀螺仪传感器，并于该陀螺仪传感器上设有电子屏，所述陀螺仪传感器的输出端与所述电子屏信号连接。设置陀螺仪传感器用于采集振动棒实时下沉距离高程数据，并直接发送至电子屏，同时电子屏记录振捣总时间和下沉时间，操作人员根据电子屏上的数据对装置进行相关调整。
5.为实现数据显示，所述电子屏包括显示屏。电子屏幕用于实时显示陀螺仪传感器采集的下沉距离高程数据，并显示超声波发生装置与压电陶瓷换能器工作持续的振捣时间和陀螺仪传感器感应信号持续的下沉时间
6.为实现信号上行传送、和下行指令控制，所述电子屏还包括单片机和控制按键，所述陀螺仪传感器连接所述单片机的输入端，所述陀螺仪传感器和显示屏与所述单片机串行连接，所述控制按键连接所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接所述超声波发生装置。电子屏幕用于实时显示陀螺仪传感器采集的下沉距离，单片机记录的振捣时间、下沉时间，并对陀螺仪传感器采集的下沉距离信号进行数字转化，发送至显示屏显示，操作人员根据电子屏上的数据，通过控制按键输入控制指令，通过单片机发送至发生器或换能器，控
制装置整体的启停、功率模式调整。
7.具体到换能器结构，所述压电陶瓷换能器包括换能器外壳，设置在换能器外壳内的压电陶瓷片、连接杆件和紧固螺杆。换能器通过连接杆件与所述变幅杆连接，紧固螺杆母自上方调整压紧压电陶瓷，由于压电陶瓷的抗压强度一般是抗拉强度的10倍左右，大功率工作状态下极易发生损坏，故使用紧固螺杆对其施加恒定的预应力，使其一直处于压缩状态从而提高工作效率。
8.具体到机械连接结构，所述变幅杆采用上粗下细式变截面阶梯型变幅杆。
9.本实用新型一种超声波振捣装置，能够持续采集装置下沉距离、并将高程信号连同振捣时间和下沉时间进行实时数据化显示，供操作人员对装置进行及时控制调整，从而整体提升振捣效果，有效消除混凝土气泡及蜂窝麻面的存留。
附图说明
10.下面结合附图对本实用新型一种超声波振捣装置作进一步说明：
11.图1是本超声波振捣装置的机械结构示意图；
12.图2是本超声波振捣装置的内部结构示意图；
13.图3是本超声波振捣装置的逻辑连接线框图。
14.图中：
15.1-超声波发生装置、2-压电陶瓷换能器、3-变幅杆、4-振动棒、5-陀螺仪传感器、6-电子屏；
16.21-换能器外壳、22-压电陶瓷片、23-连接杆件、24-紧固螺杆；61-显示屏、62-单片机、63-控制按键。
实施方式
17.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.以下用具体实施例对本实用新型技术方案做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限制于下列实施例。
20.实施方式1：如图1至3所示，本超声波振捣装置包括超声波发生装置1、压电陶瓷换能器2、变幅杆3和振动棒4，所述超声波发生装置1与压电陶瓷换能器2电性连接，所述变幅杆3安装在压电陶瓷换能器2下方，所述振动棒4安装在变幅杆3下方，其中，所述压电陶瓷换能器2顶部设有陀螺仪传感器5，并于该陀螺仪传感器5上设有电子屏6，所述陀螺仪传感器5的输出端与所述电子屏6信号连接。设置陀螺仪传感器用于采集振动棒实时下沉距离高程
数据，并直接发送至电子屏，同时电子屏记录振捣总时间和下沉时间，操作人员根据电子屏上的数据对装置进行相关调整。所述电子屏6包括显示屏61。用于实现数据显示，电子屏幕用于实时显示陀螺仪传感器采集的下沉距离高程数据，并显示超声波发生装置与压电陶瓷换能器工作持续的振捣时间和陀螺仪传感器感应信号持续的下沉时间。
21.实施方式2：如图3所示，为实现信号上行传送、和下行指令控制，所述电子屏还包括单片机62和控制按键63，所述陀螺仪传感器5连接所述单片机62的输入端，所述陀螺仪传感器5和显示屏61与所述单片机62串行连接，所述控制按键63连接所述单片机62的输入端，所述单片机62的输出端连接所述超声波发生装置1。电子屏幕用于实时显示陀螺仪传感器采集的下沉距离，单片机采用stm32架构微处理芯片，记录的振捣时间、下沉时间，并对陀螺仪传感器采集的下沉距离信号进行数字转化，发送至显示屏显示，操作人员根据电子屏上的数据，通过控制按键输入控制指令，通过单片机发送至发生器或换能器，控制装置整体的启停、功率模式调整。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
22.实施方式3：如图2所示，本超声波振捣装置所述压电陶瓷换能器2包括换能器外壳21，设置在换能器外壳21内的压电陶瓷片22、连接杆件23和紧固螺杆24。换能器通过连接杆件与所述变幅杆连接，紧固螺杆母自上方调整压紧压电陶瓷，由于压电陶瓷的抗压强度一般是抗拉强度的10倍左右，大功率工作状态下极易发生损坏，故使用紧固螺杆对其施加恒定的预应力，使其一直处于压缩状态从而提高工作效率。所述变幅杆3采用上粗下细式变截面阶梯型变幅杆。其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。
23.本超声波振捣装置能够持续采集装置下沉距离、并将高程信号连同振捣时间和下沉时间进行实时数据化显示，供操作人员对装置进行及时控制调整，从而整体提升振捣效果，有效消除混凝土气泡及蜂窝麻面的存留。
24.以上描述显示了本实用新型的主要特征、基本原理，以及本实用新型的优点。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求而非上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。