一种码头基桩红外无损检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种码头基桩红外无损检测装置，更具体的说，尤其涉及一种通过分析基桩表面的散热分布来甄别基桩内部是否存在裂缝等缺陷的码头基桩红外无损检测装置。

背景技术：

在海岸码头建设时，为了使路面延伸至水深较深的位置，需要架设众多数量的基桩，通过基桩对路面或桥面的支撑来实现承载的目的。随着使用年限的增加，为了保证桩基的安全可靠，需要定期对桩基的状况进行检测，以对桩基的各项性能进行分析，避免由于桩基自身性能缺陷所引发安全事故。对于桩基的外在的形态可通过观测或测量的方式获取，譬如桩基的直立状态、表面是否存在裂缝、破损等，均可通过观察或测量获取，然而，对于桩基内部是否存在缺陷，通过常规的手段则无法获取。

红外线探伤在诸多领域均有应用，其分为主动式和被动式，主动式主要应用在温度较高器件的无损探伤，如传动部件、电器、液晶等场合；被动式是采用加热的方式，是被探测物体的温度升高，通过采集物体的红外图像，来分析物体的完整性能。对于码头基桩来说，其主要的受力点发生在桩体顶部、桩帽和纵横梁上，因此，通过对这些部位进行无损检测，基本可获取桩体的性能状态。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种通过分析基桩表面的散热分布来甄别基桩内部是否存在裂缝等缺陷的码头基桩红外无损检测装置。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，包括支撑平台、循环水箱、循环泵和控制电路，基桩由桩体、桩帽组合成，其上部支撑着横梁、纵梁和面板，桩帽位于桩体的顶端，横梁和纵梁以90°夹角的形式固定于桩帽上，面板位于横梁和纵梁上；其特征在于：支撑平台固定于露出水面的桩体上，循环水箱、循环泵均位于支撑平台上；桩体、桩帽以及横梁和纵梁的外表面均设置有对其加热的加热套，加热套的下端和上端分别开设有与其内部空腔相通的进水口和出水口，加热套与桩体、桩帽或者横梁和纵梁之间设置有导热介质层，加热套的外围设置有保温层；加热套的进水口经供水管与循环泵的出水口相通，出水口经回水管与循环水箱的进水口相通，循环水箱的出水口经连通管与循环泵的进水口相通，循环水箱中设置有循环水加热电阻丝。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，所述桩体、桩帽以及横梁和纵梁的外表面所设置的加热套分别为桩体加热套、桩帽加热套和纵横梁加热套，桩体加热套的横截面为半圆形，用于对桩体一半的外表面进行加热；桩帽加热套的横截面为长方形，用于对方形桩帽的一个表面进行加热，纵横梁加热套的横截面为L形，用于对一半横梁和一半纵梁进行加热。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，所述支撑平台固定有竖向的立杆，加热套上固定有绳扣，绳扣通过拉线与立杆固定连接。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，所述控制电路由微控制器及与其相连接的环境温度传感器、循环水温度传感器、第一继电器和第二继电器组成，循环水温度传感器设置于循环水箱中，微控制器通过第一继电器、第二继电器分别对循环水加热电阻丝、循环泵的开闭状态进行控制。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，所述桩体露出水面的部位固定有圆形外套，圆形外套上固定有两水平的横杆，支撑平台固定于横杆上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，由设置于支撑平台上的循环水箱、循环泵以及设置于桩体、桩帽和纵横梁上的加热套组成，循环水在循环水箱中被加热后，在循环泵的作用下注入到加热套中，进而可实现对露出水面的桩体、桩帽和纵横梁的部分表面进行加热，加热一段时间至吸热和散热相对平衡后，利用红外热像仪对未遮挡部位进行红外图像采集，通过对采集的红外图像进行分析，即可获取桩体、桩帽、横梁部位是否存在内部裂缝、断裂等缺陷，实现了码头基桩露出水面部位的红外无损检测，有益效果显著，适于应用推广。

附图说明

图1为码头基桩的布设结构示意图；

图2为码头基桩的主视图；

图3为码头基桩的仰视图；

图4为本实用新型的码头基桩红外无损检测装置的结构示意图；

图5为图4中A-A截面的剖视图；

图6为图4中B-B截面的剖视图；

图7为图4中C-C截面的剖视图；

图8为本实用新型中控制电路的原理图。

图中：1基桩，2承载面，3地基，4水面；5桩体，6桩帽，7横梁，8纵梁，9面板，10支撑平台，11循环水箱，12循环泵，13桩体加热套，14桩帽加热套，15纵横梁加热套，16回水管，17供水管，18连通管，19进水口，20出水口，21立杆，22绳扣，23拉线，24圆形外套，25横杆，26导热介质层，27保温层，28微控制器，29环境温度传感器，30循环水温度传感器，31第一继电器，32第二继电器，33循环水加热电阻丝。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了码头基桩的布设结构示意图，所示的基桩1的下部伸入海底地基3中，承载面2置于基桩1上，这样，一定数量的基桩1即可对大面积或较长长度的承载面2进行支撑，以形成路面或平台形式的承载面2；通常情况下，基桩1的下部分会淹没在海水水面4以下。如图2和图3所示，分别给出了码头基桩的主视图的仰视图，所示的桩基1由桩体5和桩帽6组成，基桩1上部支撑着横梁7、纵梁8和面板9组成，桩体5通常为圆柱形或方形，桩帽6设置于桩体5的顶端，横梁7和纵梁8以90°夹角的形式固定于桩帽6上，面板9位于横梁7和纵梁8的上方。

基桩1的较大受力点主要集中在桩体5的上端、桩帽6上、横梁7和纵梁8上，随着基桩1的长时间使用，一般最先出现问题的也是在桩帽6上、横梁7和纵梁8以及桩体5的上端，因此，只要对这些部位进行分析和检测，即可反应出基桩1的性能。

如图4所示，给出了本实用新型的码头基桩红外无损检测装置的结构示意图，其由支撑平台10、循环水箱11、循环泵12和加热套13组成，支撑平台10固定于桩体5露出水面的部位上，循环水箱11和循环泵12均固定于支撑平台10上，循环水箱11中设置有循环水加热电阻丝33和循环水温度传感器30，以分别对循环水箱11中水分进行加热和测温。桩体5的上部、桩帽6上、纵梁8和横梁7上均设置有加热套，以实现对相应部位的加热。加热套上的下端和上端分别设置有与其内部空腔相通的进水口19和出水口20，以便加热后的水进入到加热套中实现对相应部位的加热。为了实现对支撑平台10的稳定支撑，可在桩体5露出水面4的部位固定圆形外套24，再在圆形外套24上固定两个横杆25，支撑平台10固定于横杆25上，这样可保证支撑平台10具有良好的稳固性。

循环泵12的出水口经供水管17与加热套的进水口19相通，加热套的出水口20经回水管16与循环水箱11的进水口相连通，循环水箱11的出水口经连通管18与循环泵12的进水口相通，这样，在循环泵12的带动作用下，即可将循环水箱11中加热后的循环水抽至加热套中，以维持加热套中均由相对恒定的水温。所示每个加热套的两侧均固定有绳扣22，支撑平台10上固定有竖向的立杆21，绳扣33经拉线23与立杆21固定连接，在拉线23对加热套的拉力作用下，可使加热套与待加热的表面紧密接触，以实保证加热套与加热部位具有良好的热传导。

所示的桩体5、桩帽6以及横梁7和纵梁8上分别设置有桩体加热套13、桩帽加热套14和纵横梁加热套15，如图5、图6和图7所示，分别给出了图4中A-A、B-B、C-C截面的剖视图，可见，加热套与待加热的桩体5、桩帽6或者横梁7和纵梁8之间设置有导热介质层26，以保证良好的热传导性能；加热套的裸露于空气中的外表面上设置有保温层27，以避免热量损失。图5中，所示的桩体加热套13的横截面为半圆形，桩体加热套13对桩体5的半边就行包裹并加热，散热均衡后，通过对未包裹部位进行红外图像采集并分析，如果桩体5的内部存在裂纹或缺陷，会影响热量的传导，将导致所采集的红外图像热量分布不均衡，因此可分析出取桩体5的内部是否存在裂缝或缺陷。

图6中所示的桩帽加热套14的横截面为长方向，长方形的桩帽加热套14用于对正方形桩帽6的一个侧面进行加热，同样地，通过对剩余3个表面进行红外图像采集，即可分析出桩帽6部位是否存在裂缝等缺陷。图7中所示的纵横梁加热套15的横截面为L形，L形的纵横梁加热套15适用于对一半的纵梁8和一半的横梁7的表面进行加热，L形的纵横梁加热套15的上部通过加固装置固定于横梁7和纵梁8上，然后再通过拉线23固定于立杆21上，通过采集相对侧的红外图像，即可对纵梁8和横梁7是否存在缺陷进行分析。

如图8所示，给出了本实用新型中控制电路的原理图，其由微控制器28及与其相连接的环境温度传感器29、循环水温度传感器30、第一继电器31和第二继电器32组成，微控制器28具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，其通过环境温度传感器29获取外界环境温度，通过循环水温度传感器30采集循环水箱11中的水温，通过第一继电器31对循环水加热电阻丝33的通断状态进行控制，通过第二继电器32对循环泵12的启停状态进行控制。为了获取良好的红外图像，应保证水温与外界环境温度具有较大的差值，如水温比环境温度高20～30℃。

本实用新型的码头基桩红外无损检测装置，不仅可应用于码头基桩露出水面部位的红外无损检测，还可扩展应用于其他建筑体的无损检测，其将待检测物体加热升温后，通过采集相应部位的红外图像，实现检测物体的无损分析。