既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，包括脉冲信号发生接收器、机械平台、控制系统；所述机械平台上具有用于沿外墙滚动的轱辘，机械平台上固定设置空气耦合激发换能器和空气耦合接收换能器，所述空气耦合激发换能器和空气耦合接收换能器可相对于机械平台转动，调整各自指向，从而改变两者与被检对象之间的夹角θ；所述控制系统分别与脉冲信号发生接收器、空气耦合激发换能器、空气耦合接收换能器电连接。本实用新型专利技术巧妙设计了手持式的机械平台，检测缺陷深度范围更广，能够检测饰面层到基体之间任何位置处的缺陷，检测灵敏度高，缺陷识别率高。

【技术实现步骤摘要】
既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置
本技术涉及一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，属于既有建筑物外墙外保温系统检测

技术介绍
由于建筑物结构形式、系统材料、施工工艺及管理等方面的原因，外保温系统存在空鼓、开裂、脱落等质量问题，导致了多起事故的发生，例如上海浦东盛世南苑外保温系统大面积脱落、北京外保温材料脱落砸中3辆车等，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，社会影响恶劣。因此，亟需发展一种快速有效的无损检测技术，对外墙外保温系统的粘结质量及安全性进行检测和评估。目前既有建筑外墙外保温系统检测与评估技术尚不成熟，无法满足实际工程现场检测的需求。现场检测主要依据《建筑围护结构节能现场检测技术规程》(DG/TJ08-2038-2008)对外墙外保温系统的性能进行检测，包括红外热成像法测量热工缺陷、钻心取样法测试保温层厚度等。工程现场对于外墙外保温系统内部的质量检测，多采用红外热成像法和敲击法。红外热成像法只适用于外保温系统饰面层与保温层之间大尺寸缺陷的定性检测，无法定量检测保温层与基体之间的异常；敲击法的打击力度和判断准则均未有定量化的标准，全凭检测人员的经验，检测结果受检测人员主观因素影响较大。传统的接触式超声检测装置需要在换能器与被检测对象之间添加耦合剂，检测效率低，且存在检测盲区，只能应用于保温层与墙体基层之间缺陷的检测，无法检测外保温系统中饰面层与保温层之间缺陷。非接触式空气耦合超声检测装置不需要添加耦合剂，且不存在检测盲区，但是市场上常用的空气耦合超声换能器是基于压电陶瓷材料制作而成，中心频率通常在100kHz以上，主要应用于单层的金属结构或复合材料质量检测。由于高频超声波在外墙外保温系统这类多层结构中衰减严重，工业上的空气耦合超声检测方法无法直接应用于外保温系统无损检测。因此，目前尚缺乏成熟的外墙外保温系统超声检测装置及方法。
技术实现思路
本技术旨在提出一种非接触式、检测速度快、识别分辨率高的超声检测装置，空气耦合激发换能器和空气耦合接收换能器与外保温系统之间实现可变夹角，利用空气耦合激发换能器和脉冲信号发射接收器在外保温系统中激发Lamb波；当Lamb波在外保温系统中传播时，将向周围空气中产生漏Lamb波，采用空气耦合接收换能器和信号采集系统对漏Lamb波信号进行采集，确定外保温系统是否存在缺陷及其大小，对外保温系统的质量进行安全性评估。本技术采取以下技术方案：一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，包括脉冲信号发生接收器1、机械平台6、控制系统；所述机械平台6上具有用于沿外墙滚动的轱辘10，机械平台6上固定设置空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5，所述空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5可相对于机械平台6转动，调整各自指向，从而改变两者与被检对象之间的夹角θ；所述控制系统分别与脉冲信号发生接收器1、空气耦合激发换能器2、空气耦合接收换能器5电连接。优选的，还包括信号放大器7、数据采集与处理系统8，所述控制系统采用便携式计算机9，所述空气耦合接收换能器5、信号放大器7、数据采集与处理系统8、便携式计算机9、脉冲信号发生接收器1依次电连接。优选的，所述脉冲信号发生接收器1、空气耦合激发换能器2、信号放大器7、空气耦合接收换能器5、信号采集与处理系统8通过数据线与便携式计算机9连接。优选的，空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5的材料是一种具有低声阻抗率和强压电活性的新型力电转换材料，低频情形下(20kHz-100kHz)可以做到小尺寸(直径范围为25mm-55mm)。优选的，数据采集与处理系统8具有实时显示、存储原始波形和信号后处理结果的功能。优选的，所述机械平台6包括横向支架12，横向支架12上设有一对可期平移的双轴位移平台14，所述双轴位移平台14上设有一旋转平台13，空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5与各自旋转平台13固定连接，并可随旋转平台13转动，调整两者指向和两者与被检对象之间的夹角θ。进一步的，横向支架12上固定设有把手16，用于手持式操作。一种机械平台，所述机械平台6上具有用于沿外墙滚动的轱辘10，机械平台6上固定设置空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5，所述空气耦合激发换能器2和空气耦合接收换能器5可相对于机械平台6转动，调整各自指向，从而改变两者与被检对象之间的夹角θ。本技术的有益效果在于：1)实现缺陷的定量判别；2)巧妙设计了手持式的机械平台，机械平台上设置轱辘，可以沿墙面滚动，同时在机械平台上通过旋转平台带动空气耦合激发换能器和空气耦合接收换能器转动，并根据不同的待测墙面，调节两者与墙面法向之间的夹角θ；3)检测缺陷深度范围更广，能够检测饰面层到基体之间任何位置处的缺陷，检测灵敏度高，缺陷识别率高；4)采用非接触式检测，不存在检测盲区，操作方便灵活，检测效率高。附图说明图1是本技术既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置的示意图。图2是机械平台结构示意图。图3本技术的检测流程示意图。图4是C扫描检测路径示意图。图5是无机保温砂浆外保温系统的示意图。图中，1-脉冲信号发生接收器、2-空气耦合激发换能器、3-外墙外保温系统、4-吸隔声材料、5-空气耦合接收换能器、6-机械平台、7-信号放大器、8-数据采集系统和、9-便携式计算机；10-轱辘，11.竖向支架、12.横向支架，13.旋转平台，14.双轴位移平台，15.换能器固定支架，16.把手；17-饰面层、18-抗裂保护层、19-保温层、20-界面层、21-找平层、22-基层。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进一步说明。参见图2，机械平台6由轱辘10、竖向支架11、横向支架12、旋转平台13、双轴位移平台14、换能器固定支架15和把手16组成。通过移动双轴位移平台14可以沿水平方向和垂直方向分别调整换能器的位置，旋转平台13可以调整换能器相对于垂直方向的角度。机械平台6带有两个轱辘10，操作人员通过把手16可以对建筑物外墙进行大范围扫描。参见图5，图5是无机保温砂浆外保温系统的示意图。图中,17为饰面层、18为抗裂保护层、19为保温层、20为界面层、21为找平层、22为基层。本技术为外墙外保温系统粘结质量的安全性评估与整治提供技术支撑。该方法基于Lamb波在外保温系统这类多层结构中的传播理论设置检测参数。具体检测时，结合图1-图4，包括以下步骤：S1：在既有建筑外墙外保温系统布置检测区域，清理检测区域表面，设定检测路径和区域，发射换能器对应的位置设置为坐标零点建立x-y坐标系；S2：根据图5所示无机保温砂浆外保温系统，确定外保温系统中各层介质厚度、密度和材料常数等参数，通过固体力学理论和传输矩阵法计算Lamb波各模态在外保温系统中的群速度频散曲线，选择50kHz的A0模态用于外保温系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，其特征在于：/n包括脉冲信号发生接收器(1)、机械平台(6)、控制系统；/n所述机械平台(6)上具有用于沿外墙滚动的轱辘(10)，机械平台(6)上固定设置空气耦合激发换能器(2)和空气耦合接收换能器(5)，所述空气耦合激发换能器(2)和空气耦合接收换能器(5)可相对于机械平台(6)转动，调整各自指向，从而改变两者与被检对象之间的夹角θ；/n所述控制系统分别与脉冲信号发生接收器(1)、空气耦合激发换能器(2)、空气耦合接收换能器(5)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，其特征在于：
包括脉冲信号发生接收器(1)、机械平台(6)、控制系统；
所述机械平台(6)上具有用于沿外墙滚动的轱辘(10)，机械平台(6)上固定设置空气耦合激发换能器(2)和空气耦合接收换能器(5)，所述空气耦合激发换能器(2)和空气耦合接收换能器(5)可相对于机械平台(6)转动，调整各自指向，从而改变两者与被检对象之间的夹角θ；
所述控制系统分别与脉冲信号发生接收器(1)、空气耦合激发换能器(2)、空气耦合接收换能器(5)电连接。


2.如权利要求1所述的既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，其特征在于：还包括信号放大器(7)、数据采集与处理系统(8)，所述控制系统采用便携式计算机(9)，所述空气耦合接收换能器(5)、信号放大器(7)、数据采集与处理系统(8)、便携式计算机(9)、脉冲信号发生接收器(1)依次电连接。


3.如权利要求1所述的既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测装置，其特征在于：所述脉冲信号发生接收器(1)、空气耦合激发换能器(2)、信号放大器(7)、空气耦合接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东波，王卓琳，许清风，陈溪，冷予冰，
申请(专利权)人：上海市建筑科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31