主动式氙灯阵列谐波热激励装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种主动式氙灯阵列谐波热激励装置，包括可移动底座和氙灯阵列机构，氙灯阵列机构通过上升下降电动调节装置与可移动底座连接，氙灯阵列机构与上升下降电动调节装置之间连接有俯仰调节器，可移动底座上放置电源机箱，与谐波控制器连接，电源机箱内按阵列形式固定多个氙灯电源；该氙灯阵列机构包括绝缘板，该绝缘板上设有氙灯阵列，该氙灯阵列与电源机箱连接，氙灯阵列中的每一个氙灯上均设有反光碗，反光碗下方设有姿态调节器；氙灯阵列上方设有遮光板，遮光板上设有透光孔。本实用新型采用氙灯阵列进行加热，加热效率高，加热范围大，持续时间长，被加热物体温升高。
【专利说明】主动式氙灯阵列谐波热激励装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及红外热激励装置，尤其涉及一种专门适合移动的用于红外热波检测的主动式氙灯阵列谐波激励装置。
【背景技术】
[0002]红外热波无损检测技术是一种全新、灵敏的检测方法，也是一种很好的监测方法，其重要的特点是可以快速、非接触、大面积地扫查检测物表面。当物体内部存在裂缝和缺陷时，它将改变物体的热传导，使物体表面温度的分布产生差别，利用红外热成像仪测量它的不同热辐射，可以检测出物体的缺陷位置，该方法不损伤检测物，结果直观形象，易于实现自动化和实时观测。混凝土材料是一种非均质的多相复合材料，其中各组成物相的热膨胀性能均不相同，当环境温度发生剧烈变化时，混凝土内各组分间会产生不均匀的热膨胀，产生热应力，从而使界面出现微裂纹。我国利用红外热成像技术用于建筑物质量检测和安全评估还处于形成和发展阶段，而亟待解决的问题之一则在于如何更加高效、均匀的加热被测混凝土表面。
[0003]红外热波热激励技术是红外热波无损检测的关健技术之一，热激励的均匀性直接影响红外探伤热图的品质，并且还关系到提取被测物体表面温度差的精度。目前应用在混凝土检测领域的主动式激励装置主要有闪光灯脉冲式激振装置，这种激励方式的不足有:
[0004](I)作用时间短，不能持续将被测物体加热到一定温度；
[0005](2)均匀性差，不能保证照射表面热度的均匀性；
[0006](3)加热范围小，不能对被测物体进行大面积照射；
[0007](4)加热效率低，不能将被测物体快速加热；
[0008](5)机械不可调，不能按照工况调节照射区域。
实用新型内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种均匀加热、高效率、谐波控制、结构简单、检测面积大、操作方便、照射区机械可调的主动式氙灯阵列谐波热激励装置。
[0010]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0011]提供一种主动式氙灯阵列谐波热激励装置，包括可移动底座和氙灯阵列机构，氙灯阵列机构通过上升下降电动调节装置与可移动底座连接，氙灯阵列机构与上升下降电动调节装置之间连接有俯仰调节器，可移动底座上放置电源机箱，与谐波控制器连接，电源机箱内按阵列形式固定多个氙灯电源；该氙灯阵列机构包括绝缘板，该绝缘板上设有氙灯阵列，该氙灯阵列与电源机箱连接，氙灯阵列中的每一个氙灯上均设有反光碗，反光碗下方设有姿态调节器；氙灯阵列上方设有遮光板，遮光板上设有透光孔。
[0012]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，所述透光孔为方形孔，方形孔中间设有圆形挡板，该圆形挡板的直径略大于球型氙灯的直径。[0013]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，上升下降电动调节装置与可移动底座之间通过导轨机构连接，该导轨机构包括平行移动杆和灯阵支座，平行移动杆设置在可移动底座上，灯阵支座上设有倒顺开关和电动机，底部设有滑轮，灯阵支座与上升下降电动调节装置通过传动轴连接，传动轴与电动机的一端连接。
[0014]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，电动机的另一端与手摇传动装置连接，手摇传动装置与上升下降电动调节装置连接。
[0015]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，可移动底座的底部四个脚上设有滚轮，上方放置电源机箱，电源机箱内按阵列形式固定多个氙灯电源，为氙灯阵列供电。
[0016]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，谐波控制器包括函数信号发生器和功率放大器，函数信号发生器与功率放大器连接，功率放大器与电源机箱连接，该功率放大器将函数信号发生器产生的正弦波调制信号分成独立的多路信号传输给氙灯电源。
[0017]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，灯阵支座为金属厚板。
[0018]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，反光碗为抛物面反光碗。
[0019]本实用新型所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置中，氙灯阵列中每两个氙灯之间的中心距离略大于反光碗的外径。
[0020]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型的主动式氙灯阵列谐波热激励装置采用氙灯阵列进行加热，加热效率高，加热范围大，持续时间长，被加热物体温升高。采用谐波控制模块，可对光源阵列进行整体的控制，也可对单模块光源组进行单独控制。通过机械部分调节氙灯阵列的位置，可使装置在不同高度对不同位置进行加热。通过遮光板的透光孔，对圆形光斑进行修正，得到均匀的矩形照射光斑。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例主动式氙灯阵列谐波热激励装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]如图1所示，本实用新型实施例主动式氙灯阵列谐波热激励装置，包括可移动底座和氙灯阵列机构，氙灯阵列机构通过上升下降电动调节装置7与可移动底座连接，氙灯阵列机构与上升下降电动调节装置之间连接有俯仰调节器6，该氙灯阵列机构包括绝缘板3，该绝缘板3为高强度的绝缘板。该绝缘板3上设有氙灯阵列，其中氙灯的个数由设计的照射面积所决定，该氙灯阵列与电源机箱11连接，氙灯阵列中的每一个氙灯4上均设有反光碗5，反光碗5下方设有姿态调节器，用于调节反光碗5的姿态，以使每个氙灯照射出的是平行光；氣灯阵列上方设有遮光板I，遮光板I上设有透光孔。遮光板I可固定在一个刚性构架2上，刚性构架2固定在俯仰调节装置6上。刚性构架2包括刚性框体和高强度的绝缘板3。[0024]氙灯阵列的工作原理:采用的氙灯反光碗5可为抛物面反光碗，每两个相邻反光碗5中心距离略大于反光碗的外径。即氙灯阵列中每两个氙灯之间的中心距离略大于反光碗的外径。当光源处在抛物线焦点处，照射出的光为平行光。调节光源的位置，使光源偏离焦点一定距离，可使照射出的光斑变大，以此得到所需的光斑大小。当光源在距离混凝土表面合适位置处进行加热，调整照射到物体(如混凝土)表面的圆形光斑直径和相邻光斑的中心距，使其大小和位置满足需要。氙灯照射出的近似平行的光斑首先照射到遮光板I上，遮光板I上有与氙灯阵列一一对应的透光孔，透光孔中间有一个略大于氙灯直径的正方形，与氙灯一一对应。光线经过透光孔后照射到混凝土上，组成方形光斑阵列，方形光斑直径调节至合适大小，使相邻光斑两两重合，并保证重合区的面积，达到相邻光斑拼接并补偿边缘热度的目的。其中重合区域的温度弥补了边缘热度较低的问题，透光孔中心的正方形有效的降低了矩形光斑中心的热度，从而得到均匀的大型矩形光斑。
[0025]上升下降电动调节装置7由金属杆制作而成，用来调节氙灯阵列光源的垂直位置；俯仰调节器6由扇形金属板制作而成，用来调节氙灯阵列光源的倾斜角度。
[0026]本实用新型的一个实施例中，所述透光孔为方形孔，方形孔中间设有圆形挡板，该圆形挡板的直径略大于球型氙灯的直径。该方形孔为略小于照射在遮光板I圆形光斑的内接正方形。通过透光孔对圆形光斑进行修正，可得到均匀的矩形照射光斑。
[0027]本实用新型的一个实施例中，上升下降电动调节装置7与可移动底座之间通过导轨机构连接，该导轨机构包括平行移动杆15和灯阵支座14，平行移动杆15设置在可移动底座上，灯阵支座14上设有倒顺开关16和电动机8，灯阵支座14底部设有滑轮9，可在平行移动杆15上移动，从而保证了灯阵支座14在水平方向上的前后移动。
[0028]灯阵支座14与上升下降电动调节装置7通过传动轴17连接，传动轴17与电动机
8的一端连接。传动轴17垂直于灯阵支座14，传动杆17在电动机8的驱动下，通过上升下降电动调节装置7带动俯仰调节器在竖直方向上下移动，俯仰调节器调节氙灯阵列的照射角度。
[0029]倒顺开关16可控制电动机的正反转；灯阵支座14可为金属厚板，通过滑轮9与平行移动杆15连接。平行移动杆15可为圆柱型金属杆，固定在可移动底座之上。
[0030]在本实用新型的另一实施例中，电动机8的另一端还可与手摇传动装置(图中未示出)连接，可选择电动机或手摇两种传动方式。手摇装置可连接在电动机轴的键槽上。手摇传动装置与上升下降电动调节装置7连接。通过使用人力进行传动轴17的上下移动，从而实现小距离微调。
[0031]可移动底座的底部四个脚上设有滚轮，上方放置电源机箱11，电源机箱11内按阵列形式固定多个氙灯电源，并固定谐波控制模块和电源的插拔等。
[0032]谐波控制器包括函数信号发生器12和功率放大器13，函数信号发生器12与电源机箱11连接，功率放大器13与氙灯阵列连接。函数信号发生器12产生正弦规律变化的调制信号，函数信号发生器12产生的正弦波信号的参数(幅值、频率及相位)可调，功率放大器的功率输出也是可调的。预先对氙灯电源的停止电压、输出电流以及信号的最大最小值进行调制，从而使得氙灯阵列在稳定范围内工作。功率放大器13将调制信号分成独立的多路进行信号传输，分别为氙灯电源提供调制信号。氙灯电源用来给氙灯阵列供电，采用外部控制时，要通过串孔给氙灯电源添加一个控制电压。调制信号经功率放大器13后通过串口对氙灯电源进行外部控制，氙灯阵列的光照强度就会按照调制好的正弦信号进行有规律的变化。
[0033]综上，本实用新型的主动式氙灯阵列谐波热激励装置采用大功率氙灯阵列进行加热，加热效率高，加热范围大，持续时间长，被加热物体温升高。采用谐波控制模块，可对光源阵列进行整体的控制，也可对单模块光源组进行单独控制。通过机械部分调节氙灯阵列的位置，可使装置在不同高度对不同位置进行加热。通过遮光板的透光孔，对圆形光斑进行修正，得到均匀的矩形照射光斑。
[0034]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，包括可移动底座和氙灯阵列机构，氙灯阵列机构通过上升下降电动调节装置与可移动底座连接，氙灯阵列机构与上升下降电动调节装置之间连接有俯仰调节器，可移动底座上放置电源机箱，与谐波控制器连接，电源机箱内按阵列形式固定多个氙灯电源；该氙灯阵列机构包括绝缘板，该绝缘板上设有氙灯阵列，该氙灯阵列与电源机箱连接，氙灯阵列中的每一个氙灯上均设有反光碗，反光碗下方设有姿态调节器；氙灯阵列上方设有遮光板，遮光板上设有透光孔。
2.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，所述透光孔为方形孔，方形孔中间设有圆形挡板，该圆形挡板的直径略大于球型氙灯的直径。
3.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，上升下降电动调节装置与可移动底座之间通过导轨机构连接，该导轨机构包括平行移动杆和灯阵支座，平行移动杆设置在可移动底座上，灯阵支座上设有倒顺开关和电动机，底部设有滑轮，灯阵支座与上升下降电动调节装置通过传动轴连接，传动轴与电动机的一端连接。
4.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，电动机的另一端与手摇传动装置连接，手摇传动装置与上升下降电动调节装置连接。
5.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，可移动底座的底部四个脚上设有滚轮。
6.根据权利要求5所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，谐波控制器包括函数信号发生器和功率放大器，函数信号发生器与功率放大器连接，功率放大器与电源机箱连接，该功率放大器将函数信号发生器产生的正弦波调制信号分成独立的多路信号传输给氣灯电源。
7.根据权利要求3所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，灯阵支座为金属厚板。
8.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，反光碗为抛物面反光碗。
9.根据权利要求1所述的主动式氙灯阵列谐波热激励装置，其特征在于，氙灯阵列中每两个氙灯之间的中心距离略大于反光碗的外径。
【文档编号】G05D3/12GK203732479SQ201420088629
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】刘志平, 李宗琛, 刘兴乐, 张鹏伟 申请人:武汉理工大学