[發明專利]一種堆石壩水下混凝土面板裂縫的檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202110354517.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113252777B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 鄭東健;武鑫;馬建業
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，包括牽引裝置（1）、隨牽引裝置（1）移動且與混凝土面板接觸的感應裝置（2）、固定于牽引裝置（1）上用于振擊混凝土面板的激勵裝置（4），所述感應裝置（2）和激勵裝置（4）上分別安裝有用于采集振動信號的信號采集儀（5）；還包括用于接收并處理所述信號采集儀（5）采集到的振動信號的信號處理裝置（6），所述信號處理裝置（6）根據激勵裝置（4）和感應裝置（2）上采集到的振動信號識別裂縫情況；

所述感應裝置（2）包括兩個相互連接的滾動機構；

所述激勵裝置（4）包括可繞轉軸轉動用于交替振擊凝土面板的激勵雙錘，所述激勵雙錘包括前激勵錘（41）、后激勵錘（42）；

所述信號處理裝置（6）將激勵裝置（4）和感應裝置（2）上的信號采集儀（5）分別采集到的振動信號作為時間序列ARX模型的輸入和輸出信號，通過對所述ARX模型參數進行估計從而識別裂縫情況。

2.根據權利要求1所述的堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，所述激勵裝置（4）的激勵雙錘振擊點間距與感應裝置（2）的兩個滾動機構的間距相等。

3.根據權利要求1所述的堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，所述激勵雙錘交替振擊的頻率為兩個滾動機構的間距和牽引裝置（1）行進速度的函數。

4.根據權利要求1所述的堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，所述激勵雙錘和兩個相互連接的滾動機構上分別安裝有信號采集儀。

5.根據權利要求1所述的堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，所述牽引裝置（1）上固定有用于控制牽引裝置（1）行進的控制裝置（10）、對行進位置進行定位的定位裝置（9）。

6.根據權利要求1所述的堆石壩水下混凝土面板裂縫檢測裝置，其特征在于，所述牽引裝置（1）上固定有用于將所述信號處理裝置（6）處理的信號分別進行存儲及與外界進行信息傳輸的存儲裝置（7）、通訊裝置（8）。

7.一種利用權利要求1所述堆石壩水下混凝土面板裂縫的檢測裝置檢測裂縫的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（A1）將牽引裝置（1）放置于水下混凝土面板目標檢查區域并行進，激勵裝置（4）振擊目標檢測區域；

（A2）激勵裝置（4）上的信號采集儀（5）采集并記錄振動信號，記為激勵信號；感應裝置（2）上的信號采集儀（5）接收并記錄通過混凝土面板傳導的振動信號，記為響應信號；

（A3）所述信號處理裝置（6）接收所述激勵信號和響應信號并處理：所述激勵信號和響應信號分別作為時間序列ARX模型的輸入、輸出信號，然后利用所述ARX模型參數建立損傷指標，根據檢測區域各部位的損傷指標和拓撲關系得出混凝土面板的損傷指數云圖，進而對混凝土面板的裂縫損傷部位和損傷狀態進行診斷。

8.根據權利要求7所述利用堆石壩水下混凝土面板裂縫的檢測裝置檢測裂縫的方法，其特征在于，在步驟（A3）之前，所述振動信號經過處理用于消除面板不平整造成的檢測誤差。