[发明专利]一种水下近源波场无损检测装置及方法

权利要求书

1.一种水下近源波场无损检测装置，其特征在于，包括：记录模块、击打模块、砧台、方向盘、传力杆、配重块、锤击头、水声换能器以及数据分析模块；其中：

所述砧台用于承受击打模块的击打；

所述传力杆用于把所述砧台受到的击打力传递至所述锤击头；

所述锤击头与所述传力杆连接并且与水下待检结构物表面紧密接触，用于将接收到的冲击力施加到水下待检结构物表面；

所述水声换能器用于接收水下待检结构物对所述锤击头冲击力的响应；

所述记录模块用于记录所述水声换能器接收到的响应信号以及击打模块的冲击力度；

所述方向盘用于转动所述传力杆并带动调整所述水声换能器的排列方向；

所述配重块用于保证系统在水中的稳定性；

所述数据分析模块用于分析采集和记录的响应数据以及击打力度，并从中抽取出反映结构物内部缺陷的波阻抗和位置信息。

2.根据权利要求1所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述传力杆包括一节或多节连接杆，其中每一节连接杆除了接口部分外，其余部分均为中空管结构。

3.根据权利要求1所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述方向盘固定在所述砧台下方的传力杆上，所述传力杆垂直于方向盘构成的平面，所述方向盘上设有水平显示器和方向指示器用于调整传力杆的角度和方向。

4.根据权利要求1所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述锤击头与水下待检结构物表面接触的部分为光滑球面。

5.根据权利要求1所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述击打模块采用带有力传感器的冲击锤，所述力传感器用于感知击打力度的大小。

6.根据权利要求1所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述记录模块包括多通道模数转换器和记录终端，所述多通道模数转换器至少用于采集水声换能器的输出信号和击打模块的输出信号，并记录在记录终端中。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述砧台、传力杆和锤击头的连接接口均具有方向性，均包括公接口和母接口，其中，公接口在靠近边缘处有一圆柱状凸出，代表指北方向，在母接口的对应位置则有一代表指北方向的圆形凹坑，连接时公接口的圆柱状凸出部分插入母接口的圆形凹坑内并以螺母连接和固定两个相邻部件以确保整个装置从下到上连接牢固而且指北方向不变；和/或

所述水声换能器包括多个传感器，所述多个传感器等间距排列为一个环形阵列。

8.根据权利要求7所述的水下近源波场无损检测装置，其特征在于，所述水声换能器还包括如下任意一项或任意多项：

-所述多个传感器等间距排列在一聚氨酯软管内，所述聚氨酯软管首尾相接形成一个密封环形结构，所述密封环形结构内部充满绝缘物质，在密封接头处通过引出的信号线与数据记录模块连接；

-所述多个传感器为8个，8个传感器的中心位置与环形结构的圆心之间形成的连线分别指向0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°方向；

-所述水声换能器通过隔振材料固定在传力杆上，并且水声换能器的0°与传力杆的0°方向一致，传力杆垂直于水声换能器所在的平面；

-所述水声换能器的半径≤水声换能器到缺陷的深度。