[發明專利]一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備及應用方法

在審

• 申請號: 202211522855.1
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN116125046A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 孔慶釗;楊子謙;張明輝;李修權;楊霞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 范艷靜

1.一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，該設備包括壓電陶瓷片(1)、傳感模塊(2)、通信模塊(5)、第一旋轉手柄(3)和第二旋轉手柄(6)、“L”型可伸縮金屬管(4)、插座(7)；所述傳感模塊為兩個，通信模塊為一個，“L”型可伸縮金屬管為兩根。

2.如權利要求1所述的一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，該設備總體上呈“電話手柄”形狀。

3.如權利要求1所述的一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，傳感模塊與通信模塊之間用兩根“L”型可伸縮金屬管相連。

4.如權利要求1所述的一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，在每個傳感模塊中嵌入兩片壓電陶瓷片，用于以后激發和接收探測信號。

5.如權利要求1所述一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，采用的壓電陶瓷片尺寸為8×8×2mm，在其表面涂上一層環氧樹脂膠。

6.如權利要求1所述一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，傳感模塊上的手柄用于調節金屬管在y方向上的長度，通信模塊上的手柄用于調節金屬管在x方向上的長度。

7.如權利要求1所述的一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備，其特征是，傳感模塊中壓電陶瓷片的導線通過金屬管匯集到通信模塊中，并在通信模塊上安裝一個插座，將四根導線焊接在插座上，便可由外部設備控制傳感模塊。

8.一種便攜式鋼筋混凝土結構無損檢測設備應用方法,其特征是：

首先測量出柱子在x方向上的長度，通過調節通信模塊上的第二旋轉手柄(6)，使得兩個傳感模塊的凈距恰好為所測量的長度，并夾在柱子上；

然后調節傳感模塊上的第一旋轉手柄(3)，讓傳感模塊沿著柱子的y向移動并停在所需檢測的位置進行信號探傷；

信號探傷的過程為：將連接測試設備的插頭(10)插到通信模塊的插座上(7)，控制其中一個傳感模塊中的壓電陶瓷片激發探測信號，信號激發后沿著柱子傳播，信號遇到損傷缺陷時會發生散射，并且部分能量會被吸收，進而以更小的幅值繼續向前傳播，到達另一個傳感模塊后由內部的兩個壓電陶瓷片接收，該接收到的信號回傳到通信模塊的插座上進而輸出到測試設備中；

測試設備分析過程：將兩個壓電陶瓷片接收到的信號分別表示為Y₁(t)和Y₂(t)，采用小波包基函數將其進行三層分解，得到8個不同頻段的信號；

然后計算分解后各個頻段上信號的能量，分別表示為

利用事先在鋼筋混凝土柱無損傷的狀況下測量的信號作為基準，按照同樣的方法獲取兩個壓電陶瓷片的能量，分別表示為

利用兩組計算出的能量，按照式(3)構建損傷因子，

該損傷因子的值分布在0到1之間，當計算出的損傷因子為0，說明此時鋼筋混凝土柱沒有損傷；損傷因子越接近1，說明鋼筋混凝土柱的損傷越嚴重。