一种碳纤维板加固胶体密实性检测装置及方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及
碳纤维板加固领域，尤其涉及了一种碳纤维板加固胶体密实性声频实时检测装置及方法。
背景技术
[0002] 碳纤维
复合材料由于具有比重小,材料强度高,耐
腐蚀性好,已经逐渐被应用到各个领域当中。尤其是在工程结构中的预应
力碳纤维板加固技术,可以最大限度发挥碳纤维板的材料性能,从而増加其承载极限。根据目前调研结果表明，目前碳纤维板粘贴施工时由于施工、监管等不严格，碳纤维板粘贴易发生不密实现象，仍未有明确的标准规范进行指导，一旦碳纤维板
质量达不到标准，碳纤维板粘贴不密实，最终碳纤维板出现脱落等病害。目前，碳纤维板胶体脱空检测技术仅仅通过冲击锤敲击碳板表面，通过其震击声音反馈判别胶体密实性，只能定性分析不能定量分析，且人为影响因素较大。因此，碳纤维板粘贴质量问题应引起工程建设的高度重视，切实采取必要检测控制技术，确保碳纤维板粘贴质量。
[0003] 针对碳纤维板在粘贴方面存在的问题，至今为止，该方面研究还是空白，国内外还没有形成统一密实性检测方法。因此，开展碳纤维板加固胶体密实性检测装置研究，对保证碳纤维板加固胶体的施工质量至关重要。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决现有碳纤维板加固胶体施工密实性不足的问题，提供了一种碳纤维板加固胶体密实性声频检测装置及方法，应用于施工期碳纤维板加固胶体施工质量的检测，以保证施工期间碳纤维板粘贴的密实性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种碳纤维板加固胶体密实性检测装置，包括音频采集仪、冲击锤、计算机；
[0007] 所述的冲击锤为音频
信号激发装置，检测时用冲击锤击打检测部位测点；
[0008] 所述的音频采集仪采集冲击锤击打产生的
音频信号并进行初步分析，且将初步分析的信号传送给计算机；
[0009] 所述的计算机用于分析处理采集的音频信号得到检测部位空洞
云图。
[0010] 作为进一步的技术方案，所述音频采集仪在采集时应将麦克
风靠近所述冲击锤击打
位置。
[0011] 第二方面，针对上述检测装置，本发明还提供了一种碳纤维板加固胶体密实性检测方法，包括以下几个步骤：
[0012] 步骤1：事先采用音频采集仪采集与现场实测部位相同型号碳板的密实段音频信号和脱空段信号，将采集的密实段音频信号和脱空段信号作为标定数据；
[0013] 步骤2：在碳纤维板加固胶体的实测部位划分测点，保证测点分布均匀并能完整反应整个测区面；
[0014] 步骤3用冲击锤敲击实测部位的测点，音频采集仪靠近敲击部采集数据，检查采集数据的有效性，并进行保存，如无有效数据则重新敲击采集；
[0015] 步骤4：按步骤2中划分的测点顺序，重复步骤3，整个测区测试完毕后，点击保存并生成文件；
[0016] 步骤5：将生成的测试文件导入到计算机中，计算机并根据实测部位测点间距生成该测区点位生成的卓越周期云图。
[0017] 作为进一步的技术方案，所述标定数据中的密实段音频信号和脱空段信号分别采集多组，对多组密实段音频信号进行处理，得到密实段音频信号的标定数据；对多组脱空段音频信号进行处理，得到脱空段音频信号的标定数据。
[0018] 作为进一步的技术方案，所述的计算机将音频采集仪采集并保存的
电压信号经过离散傅里叶转换将电压信号由时间域转化为
频率域；且将转化完成的频率域电压信号按测点顺序绘制成测区碳纤维板加固胶体空洞云图。
[0019] 作为进一步的技术方案，步骤1中的密实段和脱空段数据的采集可在现场直接采集已知检测构件密实区和脱空区；当现场无已知密实段和脱空段时，制作与现场实测部位相同型号碳板，相同碳板胶体厚度的标定试件，并用冲击锤敲打试件，在密实段和脱空段采集数据作为标定数据。
[0020] 对所述的碳纤维板加固胶体密实性检测装置，检测原理如下：
[0021] 当锤击被测结构表面时，在表面会诱发振动，该振动还会压缩/拉伸空气形成
声波。因此，该声波的声学特性与诱发的结构振动特性就有密切的关系。通常，在产生脱空的部位，振动特性会发生以下变化：
[0022] (1)弯曲
刚度显著降低，卓越周期增长；
[0023] (2)弹性波
能量的逸散变缓，振动的持续时间变长。
[0024] 本发明的有益效果是：
[0025] 本发明提出的一种碳纤维板加固胶体密实性检测装置及方法，通过冲击锤击打被测碳板产生音频信号，采用音频采集仪与音频采集
软件采集并初步分析被测碳板密实性，采集完毕后用计算机导入音频信号并分析得到检测部位测点卓越云图，有效保证了碳纤维板加固胶体施工质量。
附图说明
[0026] 构成本
申请的一部分的
说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性
实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是音频仪采集声
波数据图；
[0027] 图2是碳纤维板胶体脱空测试图；
[0028] 图3是碳纤维板测试测点布置图；
[0029] 图4是碳纤维板胶体脱空段
波形数据图；
[0030] 图5是碳纤维板胶体密实段波形数据图；
[0031] 图6(a)、图6(b)是测试数据离散傅里叶变换图；
[0032] 图7使碳纤维板胶体不同点位生成的卓越周期云图。
[0033] 其中，1为碳纤维板胶体脱空试验试件，2为音频采集仪，3为冲击锤，4为碳纤维板胶体，5为碳纤维板胶体脱空试验测点。
具体实施方式
[0034] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0035] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
[0036] 正如背景技术所介绍的，目前，碳纤维板胶体脱空检测技术仅仅通过冲击锤敲击碳板表面，通过其震击声音反馈判别胶体密实性，只能定性分析不能定量分析，且人为影响因素较大。因此，碳纤维板粘贴质量问题应引起工程建设的高度重视，切实采取必要检测控制技术，确保碳纤维板粘贴质量。针对碳纤维板在粘贴方面存在的问题，至今为止，该方面研究还是空白，国内外还没有形成统一密实性检测方法。因此，开展碳纤维板加固胶体密实性检测装置研究，对保证碳纤维板加固胶体的施工质量至关重要。
[0037] 本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，本发明公开了一种碳纤维板加固胶体密实性检测装置。其特征是通过冲击锤敲击碳纤维板表面，用音频采集仪采集声波数据并初步解析，然后将测试数据导入电脑端解析软件，得到测区碳纤维板胶体脱空云图，直观反应测区碳纤维板胶体脱空情况，最终使碳纤维板加固胶体密实性得到有效保证。
[0038] 碳纤维板加固胶体密实性检测装置，检测原理如下：当锤击被测结构表面时，在表面会诱发振动，该振动还会压缩/拉伸空气形成声波。因此，该声波的声学特性与诱发的结构振动特性就有密切的关系。通常，在产生脱空的部位，振动特性会发生以下变化：(1)弯曲刚度显著降低，卓越周期增长；(2)弹性波能量的逸散变缓，振动的持续时间变长。
[0039] 具体的检测装置结构包括：音频采集仪2、冲击锤3以及对应的计算机。碳纤维板胶体脱空试验测点4标记于碳纤维板胶体脱空试验试件1上方；所述的冲击锤 3敲击于碳纤维板胶体脱空试验测点4上；所述的音频采集仪3放置于敲击测点上，并且一般要求距离不超过10cm。
[0040] 结合图2—图7所示，假设碳纤维板宽度为b、长度为h，根据碳板尺寸标记碳纤维板测点，测点沿长度方向划分m个，间距为(h-2)/(m-1)，沿宽度方向划分n个，间距为(b-2)/(n-1)；
[0041] 结合图2—图7所示，碳纤维板胶体脱空试验测点5布置应远离碳纤维板边缘 1cm；
[0042] 结合图2—图7示，冲击锤3应匀速敲击在碳纤维板胶体试验测点上；
[0043] 结合图2—图7所示，冲击锤3敲击碳纤维板胶体试验测点时，音频检测仪2应靠近敲击测点，且距离应小于10cm；
[0044] 结合图2—图7所示，碳纤维板胶体脱空区波形数据图中声波持续时间和
测试电压极值均大于碳纤维板胶体密实区波形数据图；
[0045] 结合图2—图7所示，音频解析软件处理波形数据图时，通过离散傅里叶变换将电压信号由时间域转化为频率域；
[0046] 结合图2—图7所示，碳纤维板胶体不同点位生成的卓越周期云图可准确反应试验试件的碳板脱空情况。
[0047] 下面针对上述装置具体的检测及使用方法进行说明：
[0048] 步骤1：如现场条件允许，存在已知检测构件密实区和脱空区，打开音频采集仪；
[0049] 步骤2：将音频采集仪麦克风靠近敲击部位，并打开音频采集采集软件，选择数据标定功能；
[0050] 步骤3：点击采集数据按钮，用冲击锤敲击实测部位，检查采集数据的有效性，并进行保存，如无有效数据则重新敲击采集；
[0051] 步骤4：用音频采集仪分别采集三组密实段音频信号和脱空段信号作为标定数据；
[0052] 步骤5：当现场无已知密实段和脱空段时，制作与现场实测部位相同型号碳板，相同碳板胶体厚度的标定试件，并用冲击锤敲打试件，在密实段和脱空段分别采集三组数据作为标定数据；
[0053] 步骤6：利用记号笔在实测部位划分测点，保证测点分布均匀并能完整反应整个测区面；
[0054] 步骤7：打开音频采集软件，选取实测部位相对应标定数据；
[0055] 步骤8：用冲击锤敲打被测部位测点，用音频采集仪采集音频信号，实时核对音频信号的有效性，并保存下来；
[0056] 步骤9：按测点顺序重复步骤5，整个测区测试完毕后，点击保存并生成文件；
[0057] 步骤10：将生成的测试文件导入到计算机分析软件中，并根据实测部位测点间距生成该测区点位生成的卓越周期云图。
[0058] 本发明提出的一种碳纤维板加固胶体密实性检测装置及方法，通过冲击锤击打被测碳板产生音频信号，采用音频采集仪与音频采集软件采集并初步分析被测碳板密实性，采集完毕后用计算机导入音频信号并分析得到检测部位测点卓越云图，有效保证了碳纤维板加固胶体施工质量。
[0059] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
