矩阵点敲击探伤检测方法及其设备与流程

1.本公开涉及实体内部不可见不同密度腔室检测技术领域，尤其涉及一种矩阵点敲击探伤检测方法及其设备。


背景技术：

2.近年来,随着我国经济的迅速发展,道路桥梁建设与老化日益增加，道路内部检测装置的需求日益更盛，道路、无渣轨道、简支t梁制造及其使用过程中，由于各种原因，会造成制造性的或周期震动破坏性的出现空洞或松散腔室，若不能掌握危险腔室的灾变情况，极易导致局部塌陷、断裂。
3.现有危险腔室的探伤方式有以下几种：超声探伤，电磁波探伤、视觉观测、敲击回声探伤等。针对电磁波探伤，探测钢结构内骨架结构时极易被金属影响，从而无法优良应用。针对超声探伤不易检查形状复杂的工件,要求被检查表面有一定的光洁度,并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙,以保证充分的声耦合，对有些粗晶粒的铸件和焊缝,因易产生杂乱反射波而较难应用。针对视觉观测，仅适用于方便通行的位置进行观察，若需观察梁体下部等其他位置，还需装配牵引挂篮，工人站立挂篮上视觉检测，且其仅适用于表面质量检测。针对锤击回声探伤，现有技术多采用单点敲击，点距行为误差大，功效低，无法应用于实际高强度，大面积敲击探伤经济性需求。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种矩阵点敲击探伤检测方法及其设备。
5.本公开提供了一种矩阵点敲击探伤检测方法，包括：
6.在待测表面上设置敲击集成模块，敲击集成模块的连接架上线性排列间隔分布的多个敲击单元用于在预设的脉冲周期下向待测表面敲击探伤采样；
7.与敲击集成模块连接的牵引机车，用于带动敲击集成模块在待测表面上按照预设的路线，垂直于多个敲击单元的排列方向行走，以进行矩阵点面敲击探伤采样；
8.敲击集成模块记录并输出在每个采样位置多个敲击单元的采样探伤的数据。
9.可选地，待测表面为高于地表层的路面时，敲击集成模块横跨路面，多个敲击单元均布设置。
10.可选地，敲击集成模块两端均设置有第一限位传感器，根据路面宽度调整两个第一限位传感器的位置，用于监测敲击集成模块相对与路面的位置。
11.可选地，两个第一限位传感器的监测结果传输至牵引机车的中控系统；当敲击集成模块的行进偏离预设轨迹时，中控系统对牵引车的行进路线做出调整，使敲击集成模块在预设位置进行敲击探伤采样。
12.可选地，牵引机车包括多个驱动轮，每个驱动轮各与一个伺服电机传动连接，使中控系统能够对每个驱动轮单独控制，用于对牵引机车的行进路线进行微调。
13.可选地，多个敲击单元均为可伸缩结构，对设置有承轨台的无砟轨道板进行敲击
探伤时，承轨台上方的敲击单元按照承轨台相对于无砟轨道板的高度差进行补偿性收缩。
14.可选地，敲击集成模块上朝向牵引机车的一侧设置有第二限位传感器，敲击集成模块行进时，第二限位传感器先于敲击单元到达承轨台的上方，第二限位传感器在感应到承轨台后，向敲击集成模块的控制系统发送信号，控制系统控制用于敲击承轨台的敲击单元收缩。
15.可选地，敲击单元由驱动器驱动产生震动，与减震弹簧连接的敲击小珠在预设的脉冲周期下向待测表面敲击探伤采样；敲击单元的震动收集器记录敲击探伤采样的数据。
16.可选地，根据敲击探伤采样的数据通过算法获得内部腔室分布云图。
17.本公开还提供一种矩阵点敲击探伤检测设备，包括敲击集成模块和牵引机车；敲击集成模块包括连接架和多个敲击单元，多个敲击单元在连接架朝向待测表面的一侧上线性排列间隔分布；牵引机车与敲击集成模块连接，牵引机车的前进方向与敲击单元的排列方向垂直。
18.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
19.通过在敲击集成模块的连接架上线性排列间隔分布的多个敲击单元，能够在待测表面上按照预设的脉冲周期敲击采样探伤；与敲击集成模块连接的牵引机车能够带动敲击集成模块垂直于敲击单元的排列方向行走，从而在待测表面上实现矩阵点敲击探伤采样；敲击集成模块记录并输出多个敲击单元在每个位置的采样数据。该检测方法，通过敲击集成模块实现了多个敲击点的线性布置，由牵引机车配合脉冲周期带动敲击集成模块行进，可用于道路、桥梁、无砟轨道等多种工况，以快熟获得矩阵点面敲击探伤结果，从而获知施工面内的腔室分布情况，用于判定施工质量。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
21.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备的示意图；
23.图2为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备的侧视图；
24.图3为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备的后视图；
25.图4为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备的工作状态的示意图；
26.图5为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测的采样点的示意图；
27.图6为本公开实施例所述敲击单元的示意图；
28.图7为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备在无砟轨道板上的示意图；
29.图8为本公开实施例所述敲击集成模块在无砟轨道板上的示意图；
30.图9为本公开实施例所述矩阵点敲击探伤检测设备在具有承轨台的无砟轨道板上的示意图；
31.图10为本公开实施例所述敲击集成模块在具有承轨台的无砟轨道板上的示意图。
32.其中，1、牵引机车；2、驱动轮；3、越野平衡轮；4、敲击集成模块；41、敲击单元；401、
伸缩机构；402、减震弹簧；403、敲击小珠；404、连接架；405、第一安装架；406、第二安装架；407、驱动器；408、第一限位传感器；409、第二限位传感器；5、平衡支撑轮；a、无砟轨道板；b、承轨台。
具体实施方式
33.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.结合图1和图2所示，本公开提供的一种矩阵点敲击探伤检测方法，包括：在待测表面上设置敲击集成模块4，敲击集成模块4的连接架404上线性排列间隔分布的多个敲击单元41用于在预设的脉冲周期下向待测表面敲击探伤采样；与敲击集成模块4连接的牵引机车1，用于带动敲击集成模块4在待测表面上按照预设的路线，垂直于多个敲击单元41的排列方向行走，以进行矩阵点面敲击探伤采样；敲击集成模块4记录并输出在每个采样位置多个敲击单元41的采样探伤的数据。
36.上述的矩阵点敲击探伤检测方法中，通过在敲击集成模块4的连接架404上线性排列间隔分布的多个敲击单元41，能够在待测表面上按照预设的脉冲周期敲击采样探伤；与敲击集成模块4连接的牵引机车1能够带动敲击集成模块4垂直于敲击单元41的排列方向行走，从而在待测表面上实现矩阵点敲击探伤采样；敲击集成模块4记录并输出多个敲击单元41在每个位置的采样数据。
37.通过采用上述的矩阵点敲击探伤检测方法，由牵引机车1配合脉冲周期带动敲击集成模块4行进，可用于道路、桥梁、无砟轨道等多种工况，以快熟获得矩阵点面敲击探伤结果，从而获知施工面内的腔室分布情况，用于判定施工质量。
38.具体地，如图5所示，为了配合无砟轨道的工况，采用16个敲击单元41等间距设置，沿无砟轨道延伸方向的敲击点据通过牵引机车1配合敲击单元41的脉冲周期进行控制。
39.结合图3和图4所示，在一些实施例中，待测表面为高于地表层的路面时，敲击集成模块4横跨路面，多个敲击单元41均布设置。更详细地，上述的路面包括但不限于道路、桥梁、无砟轨道板等；具体地，多个敲击单元41横跨路面均布设置能够使敲击探伤采样的矩阵点均布在路面上，保证了采样的全面和完整，同时提升了测试效率。
40.在一些实施例中，敲击集成模块4两端均设置有第一限位传感器408，根据路面宽度调整两个第一限位传感器408的位置，用于监测敲击集成模块4相对与路面的位置。优选地，上述的第一限位传感器408常采用激光传感器；具体地，使两个第一限位传感器408发出的射线紧贴路面照射在地表层上，当敲击集成模块4在路面上方的位置发生偏移时，射线会照射在路面上，由远程光变为近程光，传感器在感应到光路产生变化后，会输出信号，施工人员或牵引机车1的中控系统可以根据信号对牵引机车1的行进路线进行调整，避免敲击单元41的采样点偏离预设值。
41.在一些实施例中，两个第一限位传感器408的监测结果传输至牵引机车1的中控系
统；当敲击集成模块4的行进偏离预设轨迹时，中控系统对牵引车的行进路线做出调整，使敲击集成模块4在预设位置进行敲击探伤采样。具体地，该检测设备通过系统自动控制，能够根据路面工况自动调整行进路线，提高了自动化水平，降低了人力成本。
42.在一些实施例中，牵引机车1包括多个驱动轮2，每个驱动轮2各与一个伺服电机传动连接，使中控系统能够对每个驱动轮2单独控制，用于对牵引机车1的行进路线进行微调。具体地，牵引机车1的驱动轮2不少于三个；优选的，牵引机车1具有四个驱动轮2，通过单独对每个驱动轮2进行控制能够在精确调整牵引机车1的行进方向，尤其是行进至弯道时能够保证采样点符合预设位置，提高检测结果的准确性。
43.结合图7至图10所示，在一些实施例中，多个敲击单元41均为可伸缩结构，对设置有承轨台b的无砟轨道板a进行敲击探伤时，承轨台上方的敲击单元41按照承轨台相对于无砟轨道板的高度差进行补偿性收缩。具体地，由于承轨台背向无砟轨道半的一侧可能为非平面结构，因此当到达承轨台上方时，城轨台上方敲击单元41通过伸缩机构401根据该处与无砟轨道板之间的高度差做出适应性调整。通过设置伸缩结构能够控制检测过程中的高度差变量，使检测结果更加准确。
44.在一些实施例中，敲击集成模块4上朝向牵引机车1的一侧设置有第二限位传感器409，敲击集成模块4行进时，第二限位传感器409先于敲击单元41到达承轨台的上方，第二限位传感器409在感应到承轨台后，向敲击集成模块4的控制系统发送信号，控制系统控制用于敲击承轨台的敲击单元41收缩。优选地，上述的第二限位传感器409常采用激光传感器；具体地，所述第二限位传感器409设置在正对承轨台的位置，由于该设备通常在两列承轨台之间行进，优选地，可以设置两个第二限位传感器409分别对准牵引机车1两侧的承轨台。通过上述的第二线为传感器和控制系统能够实现敲击单元41自动配合无砟轨道的截面轮廓进行收缩，提高该设备的自动化程度。
45.如图6所示，在一些实施例中，敲击单元41由驱动器407驱动产生震动，与减震弹簧402连接的敲击小珠403在预设的脉冲周期下向待测表面敲击探伤采样；敲击单元41的震动收集器记录敲击探伤采样的数据。优选地，上述的敲击小珠403为弹性材料制成，在实现敲击探伤功能的同时能够避免对施工面造成损伤。
46.在一些实施例中，根据敲击探伤采样的数据通过算法获得内部腔室分布云图。更详细地，通过敲击探伤采样的数据能够绘制出不可见的腔室分布云图，进而判定施工质量。
47.本公开的一些实施例中，还提供一种矩阵点敲击探伤检测设备，包括敲击集成模块4和牵引机车1；敲击集成模块4包括连接架404和多个敲击单元41，多个敲击单元41在连接架404朝向待测表面的一侧上线性排列间隔分布；牵引机车1与敲击集成模块4连接，牵引机车1的前进方向与敲击单元41的排列方向垂直。优选地，牵引机车1自车头至车尾方向设置有两排驱动轮2，两排驱动轮2之间设置由越野平衡轮3，用于避免在复杂路况条件下牵引机车1底盘被卡住。优选地，牵引机车1还设置由平衡支撑轮5，用于平衡敲击集成模块4的重量，避免该设备在工作过程中发生倾覆。在本公开的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公
开的实施方式的限制。
48.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。