[發明專利]一種隧道緩震滾動輪及其氣動式隧道脫空檢測錘擊儀

在審

• 申請號: 201710987311.5
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107688054A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 竇順;夏瓊;陳英福;鄭靜;李永才;杜嘉軒;張仲斌
• 申請（專利權）人: 中鐵西北科學研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/04
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙)11265
• 代理人: 倪鉅芳

技術領域

本發明涉及隧道施工質量檢測技術領域，特別是一種隧道緩震滾動輪及其氣動式隧道脫空檢測錘擊儀。

背景技術

隧道聲振法檢測應用初期僅限于人工鐵錘敲擊二襯混凝土表面，通過回聲人為判斷脫空情況，判定結果因人而異，屬經驗方法范疇，可靠度及精確度低下，且無數據支撐，無法對檢測結果形成有效的數據、圖形資料報告。針對上述問題研發出了隧道脫空檢測自動錘擊儀，通過儀器自動錘擊隧道二襯混凝土表面，使混凝土產生振動而產生波,從而采集波完成脫空檢測。通過拾取測量到的波的波形特征，通過拾取振動波形的特征來判定隧道二次襯砌是否脫空及脫空程度。隧道脫空檢測自動錘擊儀完全代替了人工鐵錘敲擊隧道二襯高空混凝土表面。自動錘擊儀解決了人工錘擊費時、費力、低效，消除了人工高空作業的高風險作業疑難情況。

目前已公開CN201510364939.0、隧道脫空探測頭、隧道脫空檢測儀及檢測隧道脫空的方法，但現有自動錘擊儀的錘擊部件多采用電磁方式驅動，為了提高電磁傳動效率電磁驅動裝置直接設在自動錘擊儀上，電磁驅動設備運行時會產生電流噪音和電磁波干擾采波設備運行，造成采集數據偏差影響測量準確性。

發明內容

本發明解決現有技術不足提供一種施工風險低、檢測效率高的隧道緩震滾動輪及其氣動式隧道脫空檢測錘擊儀。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種隧道緩震滾動輪，所述滾動輪的輪轂上設有緩沖層。

所述緩沖層的材質為橡膠。

氣動式隧道脫空檢測錘擊儀，包括錘擊機構、上述權利要求1或2所述的滾動輪和聲波接收機構，所述錘擊機構包括錘桶、錘頭、錘座和氣源連接口，錘桶上設有氣動空腔和氣源連接口，氣動空腔與氣源連通，氣源氣壓驅動氣動空腔內錘頭運動。

所述錘頭分為運動活塞和錘擊塊，運動活塞帶動錘擊塊在氣動空腔內運動。

所述錘桶上設有上限位環、下限位環和復位簧，運動活塞在上限位環和下限位環之間運動，上限位環通過復位簧與運動活塞連接。

本發明的有益效果為：

1、一種氣動式隧道脫空檢測錘擊儀，包括錘擊機構、滾動輪和聲波接收機構，所述錘擊機構包括錘桶、錘頭、錘座和氣源連接口，錘桶上設有氣動空腔和氣源連接口，氣動空腔與氣源連通，氣源氣壓驅動氣動空腔內錘頭運動。氣動式隧道脫空檢測錘擊儀的滾動輪上不設有驅動設備，減少電磁和噪音干擾，提高聲波接收清晰度，調高檢測精度。通過氣源連接口與遠端氣源連接便可實現氣動式驅動。

2、錘頭分為運動活塞和錘擊塊，運動活塞帶動錘擊塊在氣動空腔內運動。錘擊塊承受沖擊降低運動活塞損壞幾率。所述錘桶上設有上限位環、下限位環和復位簧，運動活塞在上限位環和下限位環之間運動，上限位環通過復位簧與運動活塞連接。通過上限位環、下限位環限定錘擊距離和回彈距離，便于精準控制錘頭運動軌跡。錘頭具有固定行程，錘頭錘擊后自然回彈至縮回位置，與隧道二襯面瞬間接觸。

3、滾動輪的輪轂上設有緩沖層，緩沖層的材質為橡膠。緩沖層便于與隧道壁面貼合，同時橡膠材質的緩沖層減低滾動雜音，提高聲波采集精度。

綜上所述本發明省事省力，經濟實用；替代了常規人工高空錘擊，大大節省了人工成本費用，消除了高空作業安全風險隱患，機械代替人工；氣動式驅動大幅提高錘擊檢測效率。可調整錘擊強度、錘擊頻率等參數；根據需要頻率或者力度大小，自動錘擊隧道二襯表面，使得被錘擊的二襯混凝土引起振動而產生波，進行采集需要波形特征，從而判斷隧道是否脫空等現象。錘頭垂直錘擊隧道二襯面，錘擊后自然回彈然后收回錘腔。錘頭與隧道二襯面瞬間接觸，確保錘擊后混凝土自然振動，不收錘短時間停留約束等影響，激勵隧道二次襯砌混凝土產生波，以免影響錘擊效果。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為錘擊機構的結構示意圖；

圖3為錘擊機構的剖視圖；

圖4為現有設備檢測脫空隧道二襯時域波形及頻譜曲線；

圖5為本發明的檢測脫空隧道二襯時域波形及頻譜曲線。

具體實施方式

一種隧道緩震滾動輪，所述滾動輪110的輪轂112上設有緩沖層113。所述緩沖層113的材質為橡膠。