一种螺栓轴力的纵横波测量装置制造方法及图纸

本申请涉及一种螺栓轴力的纵横波测量装置，涉及桥梁紧固杆件检测技术领域。本申请提供的一种螺栓轴力的纵横波测量装置包括：纵横波探头、双路脉冲发生模块、纵波脉冲回波检测模块、横波脉冲回波检测模块、主控制器，其中，双路脉冲发生模块用于为纵横波探头提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，纵波激励脉冲和横波激励脉冲分别用于从待测螺栓的一端穿过，沿待测螺栓内部轴向传播，到达待测螺栓的另一端后返回为至纵横波探头，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号。本申请提供的一种螺栓轴力的纵横波测量装置能够直接对桥梁上已安装的高强度螺栓的紧固轴力进行测量，且无需其他辅助设备，节省了人力、物力，提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓轴力的纵横波测量装置
本申请涉及桥梁紧固杆件检测
，特别涉及一种螺栓轴力的纵横波测量装置。
技术介绍
目前，在现代桥梁工程中，钢结构主要通过高强度螺栓进行连接，因此，高强度螺栓的连接直接影响到桥梁的安全。在实际使用的过程中，危害桥梁安全的高强度螺栓连接的主要病害包括以下三种：延迟断裂、松动滑移、锈蚀，据研究，这三种病害皆与螺栓的紧固轴力状态有关。除普通的高强度螺栓外，特殊形式的高强度螺栓的紧固轴力也会影响桥梁安全，例如当索夹螺杆的紧固力不足时，将导致索夹在主缆上发生滑移，从而引起吊索倾斜等严重问题。因此，在桥梁施工及验收的过程中，高强度螺栓或螺杆紧固轴力的准确检测评估对于桥梁整体结构的安全是极为重要的。相关技术中，传统的检测方法包括：高强度螺栓的扭矩检查法、转角检查法、索夹螺杆的千斤顶拔出法等，然而这些传统的检测方法存在难以准确测量出高强度螺栓或螺杆紧固轴力状态的技术问题。随着检测技术的发展，目前主流的检测方法为超声波检测法，与传统方法相比，超声波检测法的优势在于能够直接而精确地测量出螺栓的轴向紧固应力。超声波检测法的原理为：基于材料的声弹性原理，通过超声波沿螺栓轴向传播的时间及其变化来确定螺栓中的轴向紧固应力。但是，现有技术中的超声波检测法需要在螺栓紧固前精密地测量纵波在螺栓中沿轴向的传播声时，即无应力状态下的初始声时，然后再测量螺栓紧固后纵波在螺栓中沿轴向的传播声时的变化。因此，对于桥梁上已经安装的高强度螺栓的紧固轴力无法直接进行测量。
技术实现思路
本申请实施例提供一种螺栓轴力的纵横波测量装置，以解决相关技术中对于桥梁上已经安装的高强度螺栓的紧固轴力无法直接进行测量的问题。本申请实施例提供了一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其包括：一纵横波探头，其用于与待测螺栓相连；双路脉冲发生模块，其用于为所述纵横波探头提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，所述纵波激励脉冲和所述横波激励脉冲分别用于从所述待测螺栓的一端穿过，沿所述待测螺栓内部轴向传播，到达所述待测螺栓的另一端后返回为至所述纵横波探头，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号；纵波脉冲回波检测模块，其用于接收所述纵波回波信号，并将所述纵波回波信号转换为第一电信号；横波脉冲回波检测模块，其用于接收所述横波回波信号，并将所述横波回波信号转换为第二电信号；主控制器，其为双路高速控制器，所述主控制器分别与纵波脉冲回波检测模块和横波脉冲回波检测模块连接，所述主控制器用于根据所述第一电信号和第二电信号得到待测螺栓的横纵波声时比。一些实施例中，该装置还包括：第一信号处理模块，其连接于所述纵波脉冲回波检测模块和所述主控制器之间，用于对所述第一电信号进行处理；第二信号处理模块，其连接于所述横波脉冲回波检测模块和所述主控制器之间，用于对所述第二电信号进行处理。一些实施例中，所述第一信号处理模块包括第一信号调理系统和第一A/D转换器，所述第一信号调理系统分别与所述纵波脉冲回波检测模块和所述第一A/D转换器相连。一些实施例中，所述第二信号处理模块包括第二信号调理系统和第二A/D转换器，所述第二信号调理系统分别与所述横波脉冲回波检测模块3和所述第二A/D转换器相连。一些实施例中，所述第一信号调理系统和所述第二信号调理系统均能够自动适应强脉冲和弱信号。一些实施例中，所述第一A/D转换器和所述第二A/D转换器均为40MSPS的A/D转换器。一些实施例中，所述主控制器为FPGA控制器，其采用高速AD转换芯片。一些实施例中，该装置还包括与所述主控制器相连的高速数据缓存模块，所述高速数据缓存模块用于缓存所述纵波回波信号和横波回波信号。一些实施例中，该装置还包括与所述主控制器相连的数据通信模块，所述数据通信模块用于将所述纵波回波信号和横波回波信号传输至计算机。一些实施例中，所述双路脉冲发生模块包括相连的双路高压脉冲系统和电源管理系统，所述双路高压脉冲系统用于为所述纵横波探头提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，所述电源管理系统为所述双路高压脉冲系统提供能量。本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：能够通过双路脉冲发生模块提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，直接对桥梁上已安装的高强度螺栓的紧固轴力进行测量，节省了人力、物力，提高了检测效率。本申请实施例提供了一种螺栓轴力的纵横波测量装置，由于具有双路脉冲发生模块提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲、以及双路高速控制器进行数据的采集、存储、处理及通信，可以计算出待测螺栓的横纵波声时比，当需要计算螺栓轴力时，可以根据声时比来计算轴力，进而能够实现对桥梁上已安装的高强度螺栓的紧固轴力进行测量。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种螺栓轴力的纵横波测量装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的第一信号处理模块的结构示意图；图3为本申请实施例提供的第二信号处理模块的结构示意图；图4为本申请实施例提供的标定试验曲线。图中：1-双路脉冲发生模块；11-双路高压脉冲系统；12-电源管理系统；2-纵波脉冲回波检测模块；3-横波脉冲回波检测模块；4-第一信号处理模块；41-第一信号调理系统；42-第一A/D转换器；5-第二信号处理模块；51-第二信号调理系统；52-第二A/D转换器；6-主控制器；7-高速数据缓存模块；8-数据通信模块，9-纵横波探头。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其能解决对于桥梁上已经安装的高强度螺栓的紧固轴力无法直接进行测量的问题。图1是本申请实施例提供的一种螺栓轴力的纵横波测量装置的结构示意图，该装置包括纵横波探头9、双路脉冲发生模块1、纵波脉冲回波检测模块2、横波脉冲回波检测模块3和主控制器6，其中，双路脉冲发生模块1用于为所述纵横波探头9提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，所述纵波激励脉冲和所述横波激励脉冲分别用于从所述待测螺栓的一端穿过，沿所述待测螺栓内部轴向传播，到达所述待测螺栓的另一端后返回为至所述纵横波探头9，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号；纵波脉冲回波检测模块2用于接收所述纵波回波信号，并将所述纵波回波信号转换为第一电信号；横波脉冲回波检测模块3用于接收所述横波回波信号，并将所述横波回波信号转换为第二电信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其特征在于，其包括：/n一纵横波探头(9)，其用于与待测螺栓相连；/n双路脉冲发生模块(1)，其用于为所述纵横波探头(9)提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，所述纵波激励脉冲和所述横波激励脉冲分别用于从所述待测螺栓的一端穿过，沿所述待测螺栓内部轴向传播，到达所述待测螺栓的另一端后返回为至所述纵横波探头(9)，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号；/n纵波脉冲回波检测模块(2)，其用于接收所述纵波回波信号，并将所述纵波回波信号转换为第一电信号；/n横波脉冲回波检测模块(3)，其用于接收所述横波回波信号，并将所述横波回波信号转换为第二电信号；/n主控制器(6)，其为双路高速控制器，所述主控制器(6)分别与纵波脉冲回波检测模块(2)和横波脉冲回波检测模块(3)连接，所述主控制器(6)用于根据所述第一电信号和第二电信号得到待测螺栓的横纵波声时比。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其特征在于，其包括：
一纵横波探头(9)，其用于与待测螺栓相连；
双路脉冲发生模块(1)，其用于为所述纵横波探头(9)提供纵波激励脉冲和横波激励脉冲，所述纵波激励脉冲和所述横波激励脉冲分别用于从所述待测螺栓的一端穿过，沿所述待测螺栓内部轴向传播，到达所述待测螺栓的另一端后返回为至所述纵横波探头(9)，并分别形成纵波回波信号和横波回波信号；
纵波脉冲回波检测模块(2)，其用于接收所述纵波回波信号，并将所述纵波回波信号转换为第一电信号；
横波脉冲回波检测模块(3)，其用于接收所述横波回波信号，并将所述横波回波信号转换为第二电信号；
主控制器(6)，其为双路高速控制器，所述主控制器(6)分别与纵波脉冲回波检测模块(2)和横波脉冲回波检测模块(3)连接，所述主控制器(6)用于根据所述第一电信号和第二电信号得到待测螺栓的横纵波声时比。


2.如权利要求1所述的一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其特征在于，其还包括：
第一信号处理模块(4)，其连接于所述纵波脉冲回波检测模块(2)和所述主控制器(6)之间，用于对所述第一电信号进行处理；第二信号处理模块(5)，其连接于所述横波脉冲回波检测模块(3)和所述主控制器(6)之间，用于对所述第二电信号进行处理。


3.如权利要求2所述的一种螺栓轴力的纵横波测量装置，其特征在于，所述第一信号处理模块(4)包括第一信号调理系统(41)和第一A/D转换器(42)，所述第一信号调理系统(41)分别与所述纵波脉冲回波检测模块(2)和所述第一A/D转换器(42)相连。


4.如权利要求3所述的一种螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊建军，李东明，杨晓燕，荆国强，汪正兴，汪泽洋，王翔，王亚飞，李成，赵龙，李泽新，刘义虎，王梓宇，马长飞，刘鹏飞，张颖，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，中铁大桥局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42