预应力孔道灌浆密实度的测量装置、系统及测量方法
阅读说明：本技术 预应力孔道灌浆密实度的测量装置、系统及测量方法 (Device, system and method for measuring grouting compactness of prestressed duct ) 是由 臧万军 常银会 陈军浩 张丙强 王峥峥 王启云 罗才松 王冬梅 詹金武 徐云山 于 2021-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了预应力孔道灌浆密实度的测量装置、系统及测量方法,装置包括：测试箱、振动组件和振动传感器,测试箱为箱型壳体结构,其内部形成有容置腔,该容置腔用于容置待测混凝土；振动组件设置在测试箱的容置腔上部,且用于对待测混凝土表面施加作用力；振动传感器设置在测试箱的容置腔底部,所述振动传感器与待测混凝土下端面相贴且用于接收待测混凝土所受作用力产生的振动波并将其转化为电信号输出,本方案装置易操作、检测便利且成本低和检测结果具有较优参考性。(The invention discloses a device, a system and a method for measuring the grouting compactness of a prestressed duct, wherein the device comprises: the test box is of a box-shaped shell structure, and an accommodating cavity is formed in the test box and used for accommodating concrete to be tested; the vibration assembly is arranged at the upper part of the accommodating cavity of the test box and is used for applying acting force to the surface of the concrete to be tested; vibration sensor sets up the holding chamber bottom at the test box, vibration sensor pastes and is used for receiving the vibration wave that the concrete that awaits measuring received the effort production and turn into signal of telecommunication output with it under with the concrete that awaits measuring terminal surface mutually, and this scheme device is easy to be operated, detect convenient and with low costs and testing result has better referential nature.)
技术领域
本发明涉及建筑工程测量技术领域，尤其涉及预应力孔道灌浆密实度的测量装置、系统及测量方法。
背景技术
随着社会的不断进步，建筑业也在高速迅猛地发展，人们对于结构高利用率、高功能性、美观及多样性要求日益增多。设计中常常遇到超长不设缝且多层、重载大跨度的混凝土结构，此类建筑结构较为特殊。预应力钢绞线要在大跨度使用过程中确保长期发挥作用，达到设计要求，预应力孔道的压浆质量效果是其重要的影响因素之一。当预应力孔道灌浆密实不足时，导致预应力钢绞线拉力不足，混凝土应力集中，所受拉力过大，导致混凝土破坏，影响建筑结构使用寿命。
目前国内检测预应力孔道灌浆密实度有很多检测方法，例如等效波速法、超声波成像法、表面波频谱成像法、基于冲击回波振幅谱的堆栈成像法、探地雷达法、X光成像、Y射线成像法等方法，但是大多具有各种限制因素，不能用于广泛使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种易操作、检测便利且成本低和检测结果具有较优参考性的涉及预应力孔道灌浆密实度的测量装置、系统及测量方法。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种预应力孔道灌浆密实度的测量装置，其包括：
测试箱，为箱型壳体结构，其内部形成有容置腔，该容置腔用于容置待测混凝土；
振动组件，设置在测试箱的容置腔上部，且用于对待测混凝土表面施加作用力；
振动传感器，设置在测试箱的容置腔底部，所述振动传感器与待测混凝土下端面相贴且用于接收待测混凝土所受作用力产生的振动波并将其转化为电信号输出。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述振动组件包括：
连接筒，固定在容置腔上部的测试箱内壁上；
振击块，可上下滑动地穿置在连接筒内；
弹簧，设置在连接筒内，其一端与振击块连接，其另一端与测试箱内壁连接；
拉伸杆，由测试箱上端面穿入到连接筒内且与振击块固定连接，由拉伸杆的上拉带动振击块上滑且压缩弹簧，由拉伸杆的释放而使弹簧复位，带动振击块撞击待测混凝土表面，所述拉伸杆的上端还设有手柄。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述振击块与待测混凝土表面撞击时，其上端不脱出连接筒。
作为一种较优的实施选择，优选的，所述待测混凝土置于测试箱的容置腔内时，其上端面与振击块下端的间距为50～80mm。
作为一种较优的实施选择，优选的，所述待测混凝土置于测试箱的容置腔内时，其上端面与振击块下端的间距为60mm。
作为一种可能的实施方式，进一步，所述振动传感器的型号为CYQ-9250一体化振动传感器。
基于上述装置，本发明还提供一种预应力孔道灌浆密实度的测量系统，其包括上述所述的预应力孔道灌浆密实度的测量装置，其还包括：
检测主机，与振动传感器连接，且用于接收振动传感器产生的电信号。
基于上述系统，本发明还提供一种预应力孔道灌浆密实度的测量方法，其包括上述所述的测量系统，所述测量方法包括如下步骤：
S01、搭建测量系统和安装待测混凝土，将振动传感器与检测主机建立通信连接；
S02、通过振动组件对待测混凝土表面进行撞击，使混凝土内部形成振动波；
S03、振动传感器感应混凝土内部的振动波，且相应生成与之对应的电信号，由检测主机接收振动传感器生成的电信号，并生成相应的波形图；
S04、按预设条件对生成的波形图进行分析，获得预应力孔道灌浆密实度结果。
作为一种可能的实施方式，进一步，S04具体包括：
S041：测出达标混凝土的预应力孔道灌浆密实度的波形图，将得到的波形图进行积分计算得到曲线积分面积Fa，
S042：测出待测混凝土的预应力孔道灌浆密实度的波形图，将得到的波形图进行积分计算得到曲线积分面积Fb，
S043：将得到的曲线积分面积相减F＝|Fa-Fb|；
计算将计算值与预设阈值进行比对，判断预应力灌浆密实度是否达标，其中，b为振动波频率，a为时间,f(x)、f(y)为波形图曲线积分函数。
基于上述方法，本发明还提供一种计算机可读的存储介质，所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现上述所述的预应力孔道灌浆密实度的测量方法。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过测试箱进行容置待测混凝土、振动传感器和振动组件，而测试箱本身能够辅助隔绝外界的噪音等干扰因素，通过振动组件对待测混泥土进行敲击，令待测混凝土受到敲击后，内部产生振动波，而测试箱内的振动传感器能够有效完整的接收到待测混凝土的振动波，再结合相应的计算方法来准确的计算出预应力孔道灌浆密实度；本方案测量方法所测得的预应力孔道灌浆密实度能够定量分析，且装置系统的成本低，整个测量过程简单，易操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明方案装置的简要实施结构示意图；
图2是本发明方案系统的简要实施结构示意图；
图3是本发明方案的简要测量方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本方案一种预应力孔道灌浆密实度的测量装置，其包括：
测试箱1，为箱型壳体结构，其内部形成有容置腔11，该容置腔11用于容置待测混凝土4；
振动组件2，设置在测试箱1的容置腔11上部，且用于对待测混凝土4表面施加作用力；
振动传感器3，设置在测试箱1的容置腔11底部，所述振动传感器3与待测混凝土4下端面相贴且用于接收待测混凝土4所受作用力产生的振动波并将其转化为电信号输出。
其中，测试箱1的作用之一在于提供一个容置空间进行稳定安装待测混凝土4，同时，测试箱1在装入振动传感器3和待测混凝土后，经关闭形成的箱型封闭结构可以隔绝外界噪音，该测试箱1的一侧可以设置成可开合的门板结构进行方便拆装。
本方案中，所述振动组件2包括：
连接筒21，固定在容置腔11上部的测试箱1内壁上；
振击块22，可上下滑动地穿置在连接筒21内；
弹簧23，设置在连接筒21内，其一端与振击块22连接，其另一端与测试箱1内壁连接，当弹簧23处于自然状态时，振击块22与待测混凝土4上端面之间具有间隙；
拉伸杆24，由测试箱1上端面穿入到连接筒21内且与振击块22固定连接，由拉伸杆24的上拉带动振击块22上滑且压缩弹簧23，由拉伸杆24的释放而使弹簧23复位，带动振击块22撞击待测混凝土4表面，所述拉伸杆24的上端还设有手柄25，其中，测试箱1对应拉伸杆24的穿置位置设有供气升降滑动穿置的通孔。
本方案中，所述振击块22与待测混凝土4表面撞击时，其上端不脱出连接筒21。
本方案中，所述待测混凝土4置于测试箱1的容置腔11内时，其上端面与振击块22下端的间距H为50～80mm；优选的，所述待测混凝土4置于测试箱1的容置腔11内时，其上端面与振击块22下端的间距H为60mm；由于弹簧23具有一定的弹性力，而振击块22在被上拉释放后，其会受到自身重力和弹簧23的弹性力而下落对待测混凝土4进行撞击，而由于撞击本身会存在一定的斥力，因此，待测混凝土4在受到斥力和弹簧23回复力时，会一定程度的上弹，若是振击块22的初始位置距离待测混凝土距离过小，则容易发生超过预设次数的多次往复撞击，对待测混凝土4的振动波采集造成一定干扰，而距离过大，则一方面需要更大的弹簧23压缩行程和更高的测试箱1，其会造成测试烦琐等问题，因此，H的优选值60mm为佳。
本方案中，作为一种器件选型，所述振动传感器3的型号为CYQ-9250一体化振动传感器。
在图1所示的基础上，结合图2，基于上述装置，本方案还提供一种预应力孔道灌浆密实度的测量系统，其包括上述所述的预应力孔道灌浆密实度的测量装置，其还包括：
检测主机5，与振动传感器3连接，且用于接收振动传感器3产生的电信号。
基于上述系统，结合图3所示，本方案还提供一种预应力孔道灌浆密实度的测量方法，其包括上述所述的测量系统，所述测量方法包括如下步骤：
S01、搭建测量系统和安装待测混凝土，将振动传感器与检测主机建立通信连接；
S02、通过振动组件对待测混凝土表面进行撞击，使混凝土内部形成振动波；
S03、振动传感器感应混凝土内部的振动波，且相应生成与之对应的电信号，由检测主机接收振动传感器生成的电信号，并生成相应的波形图；
S04、按预设条件对生成的波形图进行分析，获得预应力孔道灌浆密实度结果。
作为一种可能的实施方式，进一步，S04具体包括：
S041：测出达标混凝土的预应力孔道灌浆密实度的波形图，将得到的波形图进行积分计算得到曲线积分面积Fa，
S042：测出待测混凝土的预应力孔道灌浆密实度的波形图，将得到的波形图进行积分计算得到曲线积分面积Fb，
S043：将得到的曲线积分面积相减F＝|Fa-Fb|；
计算将计算值与预设阈值进行比对，判断预应力灌浆密实度是否达标，其中，b为振动波频率，a为时间,f(x)、f(y)为波形图曲线积分函数。
基于上述方法，本方案还提供一种计算机可读的存储介质，所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现上述所述的预应力孔道灌浆密实度的测量方法。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。