一种太空板强度检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种材料检测器，尤其是涉及一种太空板强度检测装置。

背景技术：

超声无损检测是通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。目前超声无损检测已经广泛应用于金属材料和非金属材料的检测中，而目前工业中超声检测的方式主要为：直接接触式检测、水浸式检测、喷水式检测和激光超声检测，其中喷水式检测技术效率较高，抗干扰效果好、信号处理容易，但国内制备的相关设备较少，应用范围也较为单一。

太空板是指采用高强水泥发泡工艺制备的人工轻石为芯材，以玻璃纤维网增强的上下水泥面层及钢边肋复合而成的新型轻质屋面板材，具有刚度好、强度高等特点，有良好的结构性能和工程应用前途。当前对太空板性能的主要考评装置为冲击测试仪、弯曲强度测试仪和抗剪强度测试装置等破坏性检测设备，而此类型的检测设备通常检测周期较长，且容易形成较大的系统误差，而且在检测过程中很难进行同一样品的多次重复性检测。因此，将超声无损检测引入到太空板的强度检测是当前较为有前景的改进途径。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太空板强度检测装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种太空板强度检测装置，包括样品检测池和位于其上方的超声波发生部件，所述的样品检测池为注水池，样品检测池的两个侧壁上对称设有可上下活动并可绕其轴心旋转的夹持部件，所述的超声波发生部件包括端部和位于端部上方的活动杆，活动杆可带动端部做垂直于水平面的上下移动，样品检测池的底部设有超声波接收部件，将待测太空板竖直放置入样品检测池中，夹持部件伸长并将待测太空板夹持，之后夹持部件绕其轴心旋转90°使得待测太空板处于水平位置，之后活动杆向下移动使得端部浸入水面下，最后端部发出超声波穿过待测太空板并由超声波接收部件。

进一步地，所述的夹持部件包括样品夹、气缸、伸缩杆和升降轨，所述的伸缩杆的一端与气缸连接，另一端与样品夹连接，气缸设于升降轨上并可沿升降轨做升降运动。

进一步地，所述的样品夹包括夹板、转轴和压力传感器，所述的夹板对称设有2个，其为气动控制，用于控制夹板咬合的气缸与反馈器相连，反馈器又与压力传感器连接，夹板均通过转轴连接于伸缩杆上，所述的压力传感器设有两个，分别位于两块夹板的内侧。

进一步地，所述的压力传感器检测到压力超过设定阈值时，压力传感器向用于控制夹板咬合的气缸发出电信号，夹板停止进一步的夹紧。

进一步地，所述的升降轨上设有带齿链条，气缸的一侧设有与带齿链条相匹配的齿，所述的气缸被检测池的侧壁水平限位，因此侧壁两侧的气缸可进行上下的移动，以此用于夹持过程中待测太空板的位置调整以及夹持部位调整，另外一个作用为调整超声波探头与待测太空板之间的距离，以调整得到较好的耦合效果，以此获得较好的信号。

所述的样品检测池侧壁上设有液面高度检测器，液面检测器用以检测待测太空板的体积，又经压力传感器对待测太空板质量的检测可得到其密度。所述的样品检测池中设有阀门，阀门与外部的水泵连接，实现样品检测池的给水与排水。

超声波接收部件接收到超声波信号后将信号传输到与装置外接的滤波器，对杂波进行过滤，并对过滤后的波信号进行放大，并进一步通过外接的信号处理器算出波速V，其中包括表面波声速VR和横波声速VT，所用到的公式为V＝λf，其中λ为波长，f为频率。该超声波发射器的工作原理为：端部发射的超声波以水为媒介抵达待检测材料，并以水作为耦合剂，超声波通过水进入试件进行检测，以水和超声波的耦合来降低信号噪音。最终根据Viktorov方程的简化式来计算杨氏模量E和剪切模量G：

其中ρ为待测试材料的密度。

最终以杨氏模量E和剪切模量G来量化的反映待测试材料抵抗形变的整体强度和抗剪切强度。

与现有技术相比，本实用新型中的太空板强度检测装置可调节超声波探头到待测太空板之间的距离，并利用与水的耦合，得到优质的信号，可实现太空板的快速无损检测。

附图说明

图1为本实用新型中太空板强度检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型中样品夹的结构示意图；

图3为本实用新型中升降轨的结构示意图。

图中：1、端部，2、超声波接收部件，4、活动杆，5、夹持部件，6、阀门，51样品夹，52、气缸，53、伸缩杆，54、升降轨，511、夹板，512、转轴，513、压力传感器，541、带齿链条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种太空板强度检测装置，参见图1，包括样品检测池和位于其上方的超声波发生部件，所述的样品检测池为注水池，样品检测池的两个侧壁上对称设有可上下活动并可绕其轴心旋转的夹持部件5，所述的超声波发生部件包括端部1和位于端部1上方的活动杆4，活动杆4可带动端部1做垂直于水平面的上下移动，样品检测池的底部设有超声波接收部件2。

所述的样品夹51包括夹板511、转轴512和压力传感器513，参见图2，所述的夹板511对称设有2个，其为气动控制，用于控制夹板511咬合的气缸与反馈器相连，反馈器又与压力传感器513连接，夹板511均通过转轴512连接于伸缩杆53上，所述的压力传感器513设有两个，分别位于两块夹板511的内侧。

所述的升降轨54上设有带齿链条541，气缸52的一侧设有与带齿链条541相匹配的齿，参见图3，所述的气缸52被检测池的侧壁水平限位，因此侧壁两侧的气缸52可进行上下垂直移动。

所述的夹持部件5包括样品夹51、气缸52、伸缩杆53和升降轨54，所述的伸缩杆53的一端与气缸52连接，另一端与样品夹51连接，气缸52设于升降轨54上并可沿升降轨54做升降运动。

所述的样品检测池侧壁上设有液面高度检测器，参见图1，液面检测器用以检测待测太空板的体积，又经压力传感器513对待测太空板质量的检测可得到其密度。所述的样品检测池中设有阀门6，阀门6与外部的水泵连接，实现样品检测池的给水与排水。

在具体操作过程中，将待测太空板竖直放置入样品检测池中，通过调整气缸52的高度来调整待测太空板的夹持位置，夹持部件5伸长并将待测太空板夹持，压力传感器513检测到压力超过设定阈值时，压力传感器513向用于控制夹板511咬合的气缸发出电信号，夹板511停止进一步的夹紧。之后夹持部件5绕其轴心旋转90°使得待测太空板处于水平位置，之后活动杆4向下移动使得端部1浸入水面下，最后端部1发出超声波穿过待测太空板并由超声波接收部件2。

超声波接收部件2接收到超声波信号后将信号传输到与装置外接的滤波器，对杂波进行过滤，并对过滤后的波信号进行放大，并进一步通过外接的信号处理器算出波速V，其中包括表面波声速VR和横波声速VT，所用到的公式为V＝λf，其中λ为波长，f为频率。该超声波发射器的工作原理为：端部1发射的超声波以水为媒介抵达待检测材料，并以水作为耦合剂，超声波通过水进入试件进行检测，以水和超声波的耦合来降低信号噪音。最终根据Viktorov方程的简化式来计算杨氏模量E和剪切模量G：

其中ρ为待测试材料的密度。

最终以杨氏模量E和剪切模量G来量化的反映待测试材料抵抗形变的整体强度和抗剪切强度。