[发明专利]滚轮式采集器及采集装置

说明书

本发明涉及一种滚轮式采集器及采集装置，属于混凝土结构内缺陷检测设备领域。该采集装置中的采集器为滚轮型，且设置有多个，激振器与多个采集器按几何排列构成“小排列”检测装置，当激振器通过瞬态冲击结构表面产生弹性波，各采集器均接受沿介质传播弹性波，每次激励形成同源多道弹性波数据，即可获取多源多道弹性波数据体。相对超声波对测法，不需要多个检测面；相对超声波平测法，可确定内缺陷位置；相对地质雷达法，不受内部钢筋等金属物影响；相对传统冲击回波法，改变了单通道观测系统检测效率低、数据量少的问题，同时，也降低了冲击响应主观影响，提升了检测精度。

技术领域

本发明属于混凝土结构内缺陷检测设备领域，具体涉及一种滚轮式采集器及采集装置。

背景技术

虽然我国土建施工技术、施工工艺、检测试验手段在不断创新，但混凝土缺陷，特别是混凝土内部缺陷，如内部孔洞、疏松或分层等，仍是普遍存在的技术问题。这类缺陷对结构的强度、耐久性、防渗性等均会产生不利的影响。混凝土内部缺陷无法直观检查，常规破损检测方法既会损伤建筑结构，影响结构的耐久性，也无法实现对结构的全面检查。

近年来，全国各地在混凝土材料及结构检测技术的研究和应用上取得了较大发展，可以在不损伤建筑结构的前提下检测混凝土的内部缺陷。目前，比较成熟的是超声波法、地质雷达法、冲击回波法。

其中，超声波法检测混凝土内部缺陷，具有探测距离大、不破坏结构性能、探伤灵敏度较高、周期短、成本低、操作简单、效率高等优点，该方法在建筑工程领域被广泛的应用。但使用超声波法检测混凝土内部缺陷的过程中，一般需要多个检测面，进行多次检测，综合考虑各种因素，检测效率较低。

雷达法主要是根据混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。但是，该方法的探测深度一般较浅。此外，该方法受钢筋低阻屏蔽作用影响较大，尤其是钢筋等。

冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土地面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部曲线或混凝土地面的发射形成的，根据其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该方法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。该方法在测试能力上尚存在一定的局限性：

(1)目前，单点式冲击回波仪的检测效率低，不适合大范围连续检测；虽然扫描式冲击回波仪通过采用滚动接触式传感器实现了连续检测，提高了测试效率，但由于传感器与测试面是滚动接触，它们之间的耦合状态会相对变差，因而测试的范围和精度会自然降低。

(2)对冲击回波测试信号进行合理分析并有效地提取信号的特定信息，一直较为困难，也是最为关键，尤其是传统方法采用的单通道采集，数据量少，人工或机械冲产生应力波受主客观因素影响，数据处理方式单一，检测结果离散性大，效果不理想，这在很大程度上限制了冲击回波技术的应用推广。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滚轮式采集器及采集装置，改变单通道检测系统检测效率低、数据量少的问题，降低冲击响应的主观影响，提升检测精度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种滚轮式采集器，包括滚轮、压电传感器与压力传感器，还包括扁端轴，左侧耳板以及右侧耳板；扁端轴上具有圆轴段与腰型轴段，两个腰型轴段相对设置在圆轴段的两端，圆轴段上开有槽孔；压电传感器设置在圆轴段的槽孔内，滚轮套装在圆轴段上；左侧耳板与右侧耳板上均开设有腰型槽，左侧耳板与右侧耳板均通过其上的腰型槽对应套装在扁端轴的两腰型轴段上，腰型轴段可在腰型槽内上下滑动；压力传感器设置在腰型轴段上且位于腰型槽中；滚轮上方与左侧耳板、右侧耳板间形成的腔体中设有推顶滚轮的复位簧。