超声激励红外热像的加载方法及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声激励红外热像的加载方法，属于土木工程领域。本发明还涉及这种超声激励红外热像加载方法所使用的设备。
【背景技术】
[0002]超声激励红外热像法是一种新型的无损检测技术。该技术利用超声波激励混凝土构件，超声波在构件内部传播并在微裂纹等缺陷部位大量衰减，导致机械能大量转化为热能并积聚使得温度升高，用红外热像仪捕捉并记录下混凝土构件表面温度场的变化，从而得到典型缺陷的特征信息。超声激励红外热像法检测混凝土缺陷成功的关键之一，是超声波能量能够高效地进入混凝土构件，并在混凝土缺陷部位选择性地转化和集聚，从而实现选择性激励。现有技术中，超声波发生器激励头与被测的混凝土构件之间只是简单的接触，由于接触不够紧密，超声波能量在接触面上有较大的损失，影响了测试结果。特别是当被测的混凝土构件表面不够平整，或者与超声波发生器激励头表面形状差别较大而导致接触面较小时，这种负面影响会更加明显。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的上述不足，使超声波能量能够高效地进入混凝土构件，并在混凝土缺陷部位成功实现选择性激励，本发明提出一种超声激励的加载方法，以及这种方法所使用的设备。本发明的方法和设备能够克服现有技术超声波发生器激励头与被测的混凝土构件之间接触不够紧密而造成的超声波能量损失，本发明可以把这种损失明显降低，从而得到较好的测试结果。
[0004]完成上述发明任务的技术方案是，一种超声激励红外热像的加载方法，其特征在于，步骤如下:
(1).制作与超声波发生器激励头尺寸相匹配的工程塑料套环；
⑵.在工程塑料套环内与激励头表面，分别制作相互匹配的螺纹(用车床分别车出螺纹)；
⑶.将工程塑料套环固定在待测混凝土试件表面；
(4).待固定牢固后，将超声波发生器激励头拧入尼龙套环，并按照设定扭矩拧紧；
(5).开启超声波发生器，对待测混凝土试件进行加载，并开始测试；
(6).测试结束后，关闭超声波发生器，并将超声波发生器激励头拧出工程塑料套环。
[0005]本申请人推荐，制作所述套环的工程塑料，可以采用尼龙，即制成尼龙套环。所述的尼龙可以采用PA 66、PA6或PA12。
[0006]本方法中，激励头与混凝土试件表面在加载过程中要始终保持垂直。
[0007]换言之，本发明的方法是先制作与激励头尺寸相匹配的尼龙套环，套环与激励头均车上对应螺纹。然后使用强力胶将尼龙套环牢牢地粘固在混凝土试件表面，待粘接牢固后，将激励头拧入尼龙套环内，以实现对激励头进行限位，并同时实现激励头对混凝土试件表面的压紧。由于螺纹的放大作用，拧紧后可将所加荷载值放大10倍以上，并能够实现自锁，同时，由于尼龙套环与金属激励头的声阻抗差异显著，确保了对激励头声传播特性影响较小。
[0008]完成本申请第2个发明任务的技术方案是:上述方法所使用的设备，一种超声激励红外热像的加载设备，设有超声波发生器及超声波发生器的激励头，其特征在于，在该超声波发生器的激励头与待测混凝土试件之间，设有工程塑料套环，该工程塑料套环与超声波发生器激励头之间以螺纹连接；该工程塑料套环与待测混凝土试件之间粘合固定。
[0009]优化方案所述的工程塑料套环，可以采用尼龙套环。
[0010]申请人推荐:优化方案中所述超声波发生器激励头、尼龙套环及待测混凝土试件三者之间的固定方式中，需要确保激励头与混凝土试件表面在加载过程中始终保持垂直。
本发明的技术要点有，第一、选取尼龙作为套环材质；第二、套环内径的尺寸需要与激励头外径相匹配，并车上相匹配的螺纹，以便激励头拧入尼龙套环；第三，尼龙套环必须牢固地固定在混凝土试件表面，不得发生位移；第四，激励头在套入尼龙套环后，激励头与混凝土试件表面在加载过程中要始终保持垂直。
[0011]本发明的方法和设备能够克服现有技术超声波发生器激励头与被测的混凝土构件之间接触不够紧密而造成的超声波能量损失，本发明可以把这种损失明显降低，从而得到较好的测试结果。很多现有技术无法测出的混凝土构件中的缺陷，使用本发明已经能够很好地测出。
【附图说明】
[0012]图1为本发明设备的结构示意图。
[0013]图2为使用本发明方法与设备得到的红外热像图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1，超声激励红外热像的加载方法及其设备，参照图1:制作与激励头尺寸相匹配的尼龙套环。将混凝土试块表面清理干净，使其平整光洁。使用强力胶将尼龙套环牢牢地粘结在混凝土试块表面，牢固后，将激励头拧入尼龙套环内，拧紧，以达到所需要的压力。超声激励红外热像的加载设备，如图1所示，在超声波发生器1的激励头2与待测混凝土试件6之间，设有尼龙套环4，该尼龙套环4与超声波发生器激励头之间以螺纹3连接；该尼龙套环与待测混凝土试件之间由粘结剂层5粘合固定。启动超声波发生器，对混凝土试块进行超声波选择性激励。图2是混凝土试块超声波激励后的热像图，亮点的位置为混凝土缺陷，主要是裂缝。可以看出试块裂缝较多，局部为混凝土酥松；试块上明显地有两条裂纹相互交叉。一条是从左上至右下，一条是从右上至左下，在试块中部交叉；在试块的上部裂纹比较连续。
【主权项】
1.一种超声激励红外热像的加载方法，其特征在于，步骤如下: (1).制作与超声波发生器激励头尺寸相匹配的工程塑料套环； ⑵.在工程塑料套环内与激励头表面，分别制作相互匹配的螺纹； ⑶.将工程塑料套环固定在待测混凝土试件表面； (4).待固定牢固后，将超声波发生器激励头拧入尼龙套环，并按照设定扭矩拧紧； (5).开启超声波发生器，对待测混凝土试件进行加载，并开始测试； (6).测试结束后，关闭超声波发生器，并将超声波发生器激励头拧出工程塑料套环。2.根据权利要求1所述的超声激励红外热像的加载方法，其特征在于，制作所述套环的工程塑料，采用尼龙。3.根据权利要求2所述的超声激励红外热像的加载方法，其特征在于，所述的尼龙采用 PA 66、PA6 或 PA12。4.根据权利要求1-3之一所述的超声激励红外热像的加载方法，其特征在于，激励头与混凝土试件表面在加载过程中要始终保持垂直。5.权利要求1所述的超声激励红外热像的加载方法所使用的超声激励红外热像的加载设备，设有超声波发生器及超声波发生器的激励头，其特征在于，在该超声波发生器的激励头与待测混凝土试件之间，设有工程塑料套环，该工程塑料套环与超声波发生器激励头之间以螺纹连接；该工程塑料套环与待测混凝土试件之间粘合固定。6.根据权利要求5所述的超声激励红外热像的加载设备，其特征在于，所述的工程塑料套环，采用尼龙套环。7.根据权利要求5所述的超声激励红外热像的加载设备，其特征在于，所述尼龙套环的尼龙采用PA 66、PA6或PA12。8.根据权利要求5-7之一所述的超声激励红外热像的加载设备，其特征在于，所述超声波发生器激励头、尼龙套环及待测混凝土试件三者之间的固定方式中，需要确保激励头与混凝土试件表面在加载过程中始终保持垂直。
【专利摘要】超声激励红外热像的加载方法及其设备：⑴制作与超声波发生器激励头尺寸相匹配的工程塑料套环；⑵在工程塑料套环内与激励头表面分别制作相互匹配的螺纹；⑶将工程塑料套环固定在待测混凝土试件表面；⑷待固定牢固后，将超声波发生器激励头拧入尼龙套环，并按照设定扭矩拧紧；⑸开启超声波发生器，对待测混凝土试件进行加载，并开始测试；⑹测试结束后，关闭超声波发生器，并将超声波发生器激励头拧出工程塑料套环。本发明的方法和设备能够克服现有技术超声波发生器激励头与被测的混凝土构件之间接触不够紧密而造成的超声波能量损失，本发明可以把这种损失明显降低，从而得到较好的测试结果。
【IPC分类】G01J5/00, G01N29/22
【公开号】CN105241961
【申请号】CN201510561252
【发明人】汤雷, 贾宇, 高平, 胡骏文
【申请人】水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月6日