[發明專利]一種水下近源波場無損檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010563511.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111579645A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 熊燕;馮少孔;張國新;李松輝;馮源
• 申請（專利權）人: 禹班工程科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/09
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 劉翠

本發明提供了一種水下近源波場無損檢測裝置及方法，其中：砧臺用于承受擊打模塊的擊打；傳力桿用于把砧臺受到的擊打力傳遞至錘擊頭；錘擊頭與傳力桿連接并且與水下待檢結構物表面緊密接觸，用于將接收到的沖擊力施加到水下待檢結構物表面；水聲換能器用于接收水下待檢結構物對錘擊頭沖擊力的響應；記錄模塊用于記錄水聲換能器接收到的響應信號以及擊打模塊的沖擊力度；方向盤用于轉動傳力桿并帶動調整水聲換能器的排列方向；配重塊用于保證系統在水中的穩定性；數據分析模塊用于分析采集和記錄的近源波場檢測數據以及震源激發力度，并從中抽取出反映結構物內部缺陷的波阻抗和位置信息。

技術領域

本發明涉及水下工程檢測技術領域，具體地，涉及一種水下近源波場無損檢測 裝置及方法。

背景技術

我國是一個水利工程大國，不僅有三峽大壩等舉世聞名的大工程，更有千千萬 萬座中小型水庫、水閘、輸水管涵和隧洞等，除此之外，還有各種港口和跨江、跨 海大橋等大型基礎設施。隨著運行年限的增加，這些設施不可避免地會出現各種病 害，工程檢測就像醫生對病人體檢一樣，通過對工程進行檢測，可以為工程的維修 保養提供基礎數據。由于這些設施的全部或部分是建在水下，或在水下運行，因此， 水下無損檢測是保障這些工程健康運行的必不可少的技術手段。

目前水下結構物的檢測主要是通過潛水員水下探摸、水下機器人拍照或者聲吶掃描等手段進行的。其中，潛水員水下探摸，是通過潛水員的觀察和觸摸了解結構 物的表面狀況，危險性大，效率低；水下機器人由于受載荷限制，目前只能搭載攝 影設備進行水下攝影；聲吶掃描是通過換能器向水中發射一束聲波，然后接收來自 于結構物表面的反射波從而把握結構物的位置和形狀。由此可見，上述現行檢測手 段一般只能提供結構物的表觀特征，無法提供結構物內部病害狀況，要想了解結構 物內部狀況只能通過復雜的水下作業對結構物鉆孔取芯，成本高，效率低，而且會 對結構物造成損傷。因此，急需一種能夠探測到結構物內部狀況的水下無損檢測方 法與設備。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種水下近源波場無損檢測裝置及方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供了一種水下近源波場無損檢測裝置，包括：記錄 模塊、擊打模塊、砧臺、方向盤、傳力桿、配重塊、錘擊頭、水聲換能器以及數據分析 模塊；其中：

所述砧臺用于承受擊打模塊的擊打；

所述傳力桿用于把所述砧臺受到的擊打力傳遞至所述錘擊頭；

所述錘擊頭與所述傳力桿連接并且與水下待檢結構物表面緊密接觸，用于將接收到 的沖擊力施加到水下待檢結構物表面；

所述水聲換能器用于接收水下待檢結構物對所述錘擊頭沖擊力的響應；

所述記錄模塊用于記錄所述水聲換能器接收到的響應信號以及擊打模塊的沖擊力 度；

所述方向盤用于轉動所述傳力桿并帶動調整所述水聲換能器的排列方向；

所述配重塊用于保證系統在水中的穩定性；

所述數據分析模塊用于分析采集和記錄的響應數據以及擊打力度，并從中抽取出反 映結構物內部缺陷的波阻抗和位置信息。

優先地，所述傳力桿包括一節或多節連接桿，其中每一節連接桿除了接口部分外，其余部分均為中空管結構。

優先地，所述方向盤固定在所述砧臺下方的傳力桿上，所述傳力桿垂直于方向盤構 成的平面，所述方向盤上設有水平顯示器和方向指示器用于調整傳力桿的角度和方向。

優先地，所述錘擊頭與水下待檢結構物表面接觸的部分為光滑球面。

優先地，所述擊打模塊采用帶有力傳感器的沖擊錘，所述力傳感器用于感知擊打力 度的大小。