一种基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪及使用方法与流程

1.本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪及使用方法。


背景技术：

2.在土木工程领域中，混凝土强度检测是工程质量检测的一项非常重要工作内容。现有的混凝土强度检测主要采用室内试块试验和现场无损检测两种方法。室内试块试验是在建筑物浇筑时，制作混凝土试验试块，养护完成后进行室内力学试验，检测混凝土强度。现场无损检测是直接对浇筑养护完成的建筑物混凝土进行非破损检测，广泛采用的检测仪器是回弹仪，回弹仪的原理是：回弹仪的重锤以一定动能冲击与混凝土表面接触的冲击杆后，重锤产生回弹同时带动回弹仪内的指针移动，得到回弹值，再用该值推算混凝土强度。
3.现有的室内试块试验强度检测存在的问题是：(1)试块和建筑物的混凝土浇筑和养护存在差异，不属于原位试验，检测结果存在一定误差；(2)检测成本较高，试验操作相对复杂。
4.现有的回弹仪强度检测存在的问题是：(1)重锤在回弹时，与重锤相连的弹簧会不断的压缩和伸展，使指针读数产生误差；(2)混凝土会吸收一部分重锤产生的冲击能量，应用于不同级配混凝土时被吸收的冲击能量不同，所得强度检测结果有一定误差。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪及使用方法，通过测量撞击瞬间产生的撞击音来获取混凝土强度，准确性和可靠性较高，能实现原位无损检测，且撞击加速路径长度相同，使仪器本身不会产生误差。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一种基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪，包括外壳、套筒、声级计探头、撞击壳、撞击机构和数据处理系统；
8.所述撞击壳和撞击机构安装于外壳内，所述撞击机构用于驱动撞击壳在外壳内做往复运动；所述撞击壳一端与撞击机构连接，另一端为封闭端，用于撞击混凝土；
9.所述声级计探头安装于撞击壳内，用于采集撞击壳撞击混凝土时产生的撞击音分贝值；
10.所述数据处理系统用于提取和处理声级计探头采集的撞击音分贝值；
11.所述套筒的两端均为开端，所述套筒一端与外壳的端部连接，另一端为环形平面，所述套筒用于限定撞击壳的加速路径长度。
12.本发明的撞击音为撞击壳与混凝土/岩石表面碰撞在撞击壳内部产生的声音；分贝值为用于度量声音的强度大小；声级计探头为探测撞击音的分贝值，本发明的加速路径长度为撞击机构往复运动的距离。
13.本发明的原理为：
14.撞击壳撞击到不同强度的混凝土所产生的撞击音大小是不同的，由于撞击壳是封闭的，因此通过撞击壳内部的声级计探头可以量测撞击音的大小，可通过撞击音分贝值进行强度值的换算/计算，进一步可以将混凝土细化为硬、中硬、软等不同等级。
15.本发明的撞击机构用于实现撞击壳的移动，所述撞击壳用于撞击混凝土，声级计探头用于采集撞击音分贝值，数据处理系统用于撞击音分贝值计算混凝土强度；即本发明能够将检测仪用于混凝土现场检测，能够避免室内检测存在的问题，且使基于撞击音分贝值计算混凝土强度，与回弹仪强度检测相比，能够提高混凝土强度检测的准确性和可靠性，且本发明的声级计探头置于撞击壳内，位于一个封闭腔体内，避免了撞击壳外部声音对测试的干扰。
16.本发明的套筒用于限定撞击壳的加速路径长度，使得撞击壳每次撞击不同混凝土的撞击加速路径长度相同。
17.进一步地，套筒与外壳之间为可拆卸式连接，或套筒和外壳之间的连接位置可调节。
18.本发明通过将套筒与外壳设置为可拆卸式连接，可以更换不同长度的套筒，以改变撞击壳的加速路径长度。
19.本发明套筒和外壳之间的连接位置可调节能实现套筒的凸出于外壳的长度调节，即可以改变撞击壳的加速路径长度。
20.即本发明能够实现不同加速路径长度的撞击测试。
21.进一步地，套筒为一端大一端小结构，其大端与外壳连接，且套筒的内壁与外壳的外壁接触。
22.即所述套筒的大端和小端之间形成一个环形台阶，该环形台阶能对动滑块的移动进行限位，此种方案下，撞击壳的长度需要等于或大于套筒的长度，使撞击壳在动滑块的驱动下，撞击壳的端部能够撞击到混凝土表面。
23.进一步地，套筒与外壳之间采用螺纹连接，或套筒与外壳之间采用间隙配合，且通过一紧固件固定。
24.进一步地，紧固件为紧固螺栓，所述外壳的外壁设置有一排螺纹孔，所述套筒的侧壁上设置有与螺纹孔相对应的条形通槽，所述紧固螺栓穿过条形通槽固定于螺纹孔内。
25.进一步地，撞击机构包括动滑块和撞击弹簧；
26.所述动滑块一端与撞击壳连接，另一端与撞击弹簧一端连接，所述撞击弹簧另一端安装于外壳的端部，通过撞击弹簧的压缩和伸出实现动滑块做往复运动，当撞击弹簧伸出时，动滑块带动撞击壳伸出至套筒远离外壳的一端撞击混凝土，当撞击弹簧压缩时，采用限位机构对动滑块进行限位阻挡。
27.进一步地，限位机构包括固定卡块、连接片、扳机和扳机弹簧；
28.所述连接片平行设置在外壳外侧，所述连接片一端与固定卡块连接，另一端与扳机活动连接，所述扳机与外壳外壁之间通过扳机弹簧连接，所述扳机和扳机弹簧实现连接片远离或靠近外壳移动；
29.所述外壳的侧壁上设置有用于穿过固定卡块的通孔，所述固定卡块能在连接片的驱动下伸入或伸出外壳，当其伸入外壳时，固定卡块对动滑块进行阻挡，此时，撞击弹簧压缩状态。
30.进一步地，限位机构还包括固定弹簧和底板；
31.所述固定弹簧设置在固定卡块外侧，所述固定弹簧一端固定在底板，所述固定弹簧设置在底板和连接片之间，所述底板与外壳连接，所述底板上设置有用于穿过固定卡块的通槽。
32.进一步地，还包括握把，所述限位机构安装在握把内。
33.进一步地，包括显示器，所述显示器用于显示撞击音分贝值和数据处理系统计算的混凝土强度值。
34.如上述基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪的使用方法，包括以下步骤：
35.s1、用力将撞击壳推向外壳内部，直至动滑块被固定卡块卡住；
36.s2、选择检测仪的测量模式，对数据进行复位清零；
37.s3、将套筒端部贴合混凝土表面；
38.s4、缓慢扣动扳机，撞击壳弹出并撞击混凝土表面，听到撞击声后缓慢松开扳机；
39.s5、通过声级计探头采集撞击音分贝值传递给数据处理系统，数据处理系统根据最大分贝值计算获得混凝土强度值。
40.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
41.1、本发明通过测量撞击瞬间产生的撞击音来获取混凝土强度，准确性和可靠性较高，能实现原位无损检测。
42.2、本发明撞击加速路径长度相同，使仪器本身不会产生误差。
43.3、本发明属于原位无损检测，不需要采样、制样等操作，也不会对混凝土产生任何的破坏。
44.4、本发明采用握把和扳机的击发方式，操作简单灵活。
45.5、本发明套筒与外壳之间为可拆卸式连接，或套筒和外壳之间的连接位置可调节，能够实现不同加速路径长度的撞击测试。
附图说明
46.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
47.图1为本发明混凝土强度检测仪处于缩回状态的结构示意图；
48.图2为本发明混凝土强度检测仪处于伸出状态的结构示意图。
49.附图中标记及对应的零部件名称：
50.1-外壳，2-前端盖，3-后端盖，4-握把，5-显示器，6-套筒，7-动滑块，8-撞击壳，9-声级计探头，10-撞击弹簧，11-电缆，12-数据处理系统，13-电池，14-固定卡块，15-连接片，16-固定弹簧，17-扳机，18-扳机弹簧，19-开关。
具体实施方式
51.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
52.实施例1：
53.如图1、图2所示，一种基于撞击音分贝值的混凝土强度检测仪，包括外壳1、套筒6、声级计探头9、撞击壳8、撞击机构和数据处理系统12。
54.外壳1的两端均为开端，在外壳1的两端分别设置有前端盖2和后端盖3，所述前端盖2上设置有用于穿过撞击壳8的通孔，所述后端盖3设置有用于穿过电缆11的过线槽，前端盖2和后端盖3优选与外壳1的端部可拆卸式连接，具体可以是螺纹连接或螺栓连接。
55.撞击壳8和撞击机构安装于外壳1内，撞击机构用于驱动撞击壳8在外壳1内做往复运动；所述撞击壳8一端与撞击机构连接，另一端为封闭端，用于撞击混凝土。
56.声级计探头9安装于撞击壳8内，用于采集撞击壳8撞击混凝土时产生的撞击音分贝值，声级计探头9为现有分贝值的现有技术，声级计探头9与数据处理系统12通信连接，具体可以通过电缆11连接，且声级计探头9和数据处理系统12之间的电缆11优选为弹簧状弹性电缆，以适应声级计探头9的移动。
57.数据处理系统12用于提取和处理声级计探头9采集的撞击音分贝值，所述数据处理系统12为现有技术，包括控制器，存储模块和通信模块等。
58.套筒6的两端均为开端，所述套筒6一端与外壳1的端部连接，另一端为环形平面，使用时直接与混凝土表面接触，套筒6用于限定撞击壳8的加速路径长度。
59.撞击壳8撞击到不同强度的混凝土所产生的撞击音大小是不同的，由于撞击壳8是封闭的，因此通过撞击壳8内部的声级计探头9可以量测撞击音的大小，可通过撞击音分贝值进行强度值的换算/计算，进一步可以将混凝土细化为硬、中硬、软等不同等级。
60.在本实施例中，撞击机构包括动滑块7和撞击弹簧10；
61.动滑块7一端与撞击壳8连接，另一端与撞击弹簧10一端连接，所述撞击弹簧10另一端安装于外壳1的端部，具体可以是后端盖3连接，通过撞击弹簧10的压缩和伸出实现动滑块7做往复运动，当撞击弹簧10伸出时，动滑块7带动撞击壳8伸出至套筒6远离外壳1的一端撞击混凝土，当撞击弹簧10压缩时，采用限位机构对动滑块7进行限位阻挡。
62.具体地：限位机构包括固定卡块14、连接片15、扳机17和扳机弹簧18；
63.连接片15平行设置在外壳1外侧，所述连接片15一端与固定卡块14连接，另一端与扳机17活动连接，所述扳机17与外壳1外壁之间通过扳机弹簧18连接，所述扳机17和扳机弹簧18实现连接片15远离或靠近外壳1移动，扳机弹簧18的作用为在扳机弹簧18回复力作用下带动扳机17复位；
64.外壳1的侧壁上设置有用于穿过固定卡块14的通孔，所述固定卡块14能在连接片15的驱动下伸入或伸出外壳1，即固定卡块14能够穿过外壳并能沿垂直外壳1的方向移动，当其伸入外壳1时，固定卡块14对动滑块7进行阻挡，此时，撞击弹簧10压缩状态。
65.扳机17可绕扳机17中部转轴转动，如图1所示，扳机17由两个部分构成，其中一部分与连接片15活动连接，另一端用于手指扳动，两个部分之间通过转轴连接，扳机17的作用为带动连接片15移动，进一步的，扣动扳机17转动时，连接片15带动固定卡块14向下移动，使固定卡块14置于外壳1外，固定卡块14失去对动滑块7的阻挡，动滑块7在撞击弹簧10的巨大回复力用于将撞击壳8弹出撞击混凝土，同时，声级计探头9开始测量数据。松开扳机17复位时，连接片15在扳机弹簧18的回复力作用下向上移动，固定卡块14向上移动至外壳1内，同时，声级计探头停止测量数据。
66.当固定卡块14卡住动滑块7时，撞击弹簧10处于压缩状态，撞击壳8的端部微露出
前端盖2外部。当扣动扳机17，固定卡块14失去对动滑块7的限位，在撞击弹簧10巨大的回复力作用下，动滑块7带动撞击壳8沿外壳1的轴线向前移动到最大位置，撞击壳8端部微露出套筒6外部撞击混凝土。
67.在一个优选案例中，限位机构还包括固定弹簧16和底板；
68.固定弹簧16设置在固定卡块14外侧，所述固定弹簧16一端固定在底板，所述固定弹簧16设置在底板和连接片15之间，所述底板与外壳1连接，所述底板上设置有用于穿过固定卡块14的通槽。
69.当固定卡块14向下移动至外壳1外时，连接片15向下挤压固定弹簧16，当固定卡块14向上移动至外壳1内时，固定弹簧16的回复力向上顶固定卡块14；固定弹簧16与扳机弹簧18的共同作用将固定卡块14，提高了固定卡块14阻挡动滑块7的稳定性。
70.在一个优选案例中，检测仪还包括握把4，所述限位机构安装在握把4内；握把4内设置有电池13和开关19，所述电池13用于向检测仪的电子设备供电，开关19的作用为控制电路的开启和关闭。
71.为了实现检测仪用于不同加速路径长度的测试，述套筒6与外壳1之间为可拆卸式连接，或套筒6和外壳1之间的连接位置可调节。
72.套筒6与外壳1之间为可拆卸式连接具体可以是螺纹连接或螺栓连接，可根据需要更换不同长度的套筒6，以实现不同加速路径长度的测试。
73.套筒6和外壳1之间的连接位置可调节的具体实现方式为：
74.或套筒6与外壳1之间采用间隙配合，且通过一紧固件固定；所述紧固件为紧固螺栓，所述外壳1的外壁设置有一排螺纹孔，所述套筒6的侧壁上设置有与螺纹孔相对应的条形通槽，所述紧固螺栓穿过条形通槽固定于螺纹孔内。通过调节紧固螺栓固定于不同螺纹孔，实现套筒6与外壳1相对位置的调节，从而实现撞击壳8的端部到套筒6远离外壳1一端端部的长度可调节，进而实现了不同加速路径长度的测试。
75.作为优选的，套筒6为一端大一端小结构，其大端与外壳1连接，且套筒6的内壁与外壳1的外壁接触。即套筒6的大端和小端之间形成一个环形台阶。
76.在一个优选案例中，检测仪还包括显示器5，所述显示器5用于显示撞击音分贝值和数据处理系统12计算的混凝土强度值。数据处理系统12通过电缆11分别与电池13、显示器5、声级计探头9、扳机17通信连接。
77.在一个优选案例中，外壳1的内壁涂抹有润滑油，降低动滑块7与外壳1内壁的摩擦力.
78.示例性的：外壳1、前端盖2、后端盖3、动滑块7、撞击壳8、套筒6均为圆形；前端盖2、后端盖3与外壳1之间通过螺栓连接，声级计探头9、撞击壳8与动滑块7通过螺栓连接，优选的，撞击壳8、声级计探头9与动滑块7连接处设置有密封圈，确保声级计探头9处于一个密闭腔体内，提高声级计探头9采集分贝值的准确性，显示器5、握把4与外壳1通过螺栓连接。
79.本实施例的使用方法，包括以下步骤：
80.s1、卸下套筒6，用力将撞击壳推8向外壳1内部，直至动滑块7被固定卡块14卡住；
81.s2、打开开关19，选择测量模式，对数据进行复位清零，检查数值显示器5的数据是否正常；
82.s3、装上套筒6，一手握住握把4，一手握住外壳1，将套筒6端部贴合混凝土表面；
83.s4、缓慢扣动扳机17，撞击壳8弹出并撞击混凝土表面，听到撞击声后缓慢松开扳机17；
84.s5、记录显示器5所示扣动和松开扳机17时间段内的最大分贝值，该分贝值即为用于换算混凝土强度的参数值；或者数据处理系统12内存储有撞击音分贝值与混凝土强度换算公式，通过声级计探头9采集撞击音分贝值传递给数据处理系统12，数据处理系统12根据最大分贝值计算获得混凝土强度值，并在显示器5上显示。
85.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
86.需要注意的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。