本發(fā)明屬于土木工程領域中混凝土抗壓強度無損測量設備技術領域,具體涉及一種氣動回彈儀。
背景技術:
在對已有土木建筑工程項目的檢測中,結構的混凝土抗壓強度檢測是一項非常重要的檢測項目,一般采用無損檢測方法?;貜梼x是建筑混凝土結構無損檢測使用的最重要的儀器設備,主要用于硬化后混凝土抗壓強度的無損檢測?;貜梼x具有操作簡單,攜帶方便的特點,特別適合于現(xiàn)場檢測。盡管長期以來國內外對發(fā)展起來的一些新測試技術進行了深入而廣泛的研究,先后研制了一系列用于混凝土非破損檢測的儀器,但回彈儀仍始終保持著它在混凝土非破損檢測領域內的主導地位。
現(xiàn)有的回彈儀主要利用金屬彈簧作為動力和回彈測量機構。在長期使用后,回彈測量機構會出現(xiàn)比較明顯的彈簧應力松弛問題,會造成彈性系數(shù)降低,影響測量精度;并且彈簧的應力重復性較低等問題也決定了其使用壽命較短和精度較差。同時,現(xiàn)有的回彈儀還有結構復雜,重量較大、不方便維修等缺點。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術存在的缺陷和不足,本發(fā)明的目的在于提供一種氣動回彈儀,該回彈儀結構簡單、使用壽命長、能夠長期重復利用,并且具有較高的測量精度。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
一種氣動回彈儀,包括殼體,以及設置在殼體下部的啟動裝置;所述殼體內前端設置有可伸出殼體的彈擊桿,所述彈擊桿通過彈擊桿縮放彈簧與推桿連接,推桿的另一端與彈擊錘接觸;所述殼體內后端設置有壓縮氣室,所 述壓縮氣室與高壓密閉氣艙相連,高壓密閉氣艙的氣體出口與彈擊錘相鄰;所述彈擊錘前端設置有軸肩,軸肩與啟動裝置接觸;所述殼體上部還設置有讀數(shù)裝置。
進一步的,所述讀數(shù)裝置包括設置在殼體上的帶有指針塊的刻度尺,所述指針塊下方活動連接有指針片,所述指針片設置在彈擊錘上方,所述指針片豎直方向投影的長度大于彈擊錘與殼體間的距離。
進一步的,所述推桿前端設置有定位卡扣,殼體內前部設置有與定位卡扣相配合的定位卡槽。
進一步的,所述殼體內彈擊錘前方設置有擋板,所述推桿穿過擋板與彈擊錘接觸,推桿上設置有推桿縮放彈簧,所述推桿縮放彈簧的一端固定在擋板上。
進一步的,所述氣室通過單向閥連接設置有充氣閥的儲氣罐;所述儲氣罐設置在氣室下方。
進一步的,所述氣室設置有溢流閥,并連接有壓力表。
進一步的,所述彈擊桿內部為中空結構,尾部設置有開口,所述彈擊桿縮放彈簧前端固定在彈擊桿內。
進一步的,所述殼體為手槍形狀,所述啟動裝置為扳機。
進一步的,所述彈擊桿、推桿和彈擊錘同軸設置。
進一步的,所述氣室與高壓密閉氣艙之間設置有密封圈。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下有益的技術效果:通過在殼體內依次設置彈擊桿、推桿和彈擊錘,并在彈擊錘后方設置有氣室,利用氣室的氣體出口噴出的壓縮空氣推動彈擊錘進行測量,并在殼體上設置讀數(shù)裝置進行讀數(shù)實現(xiàn)強度檢測。本裝置以壓縮空氣為動力源,以高壓密閉氣艙中的壓縮空氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)回彈儀的壓簧,作為彈擊錘的沖擊動力源,以同一高壓密閉氣艙的壓縮空氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)回彈儀的拉簧,作為回彈值檢測機構,重復利用率高, 有效延長使用壽命,有效解決傳統(tǒng)回彈儀壽命短、重復利用率低、容易松弛等缺陷。
進一步的,通過設置定位卡扣和定位卡槽,測量過程中推桿不會與彈擊錘一同向右運動,能有效防止推桿擊打彈擊錘,保證測量的準確性。
進一步的,通過在氣室上設置溢流閥,保證氣室內壓力在設定范圍內。
進一步的,通過設置壓力表,方便讀取氣室內壓力參數(shù)。
進一步的,通過設置殼體為手槍的形狀,并將各部件設置在殼體內部,方便攜帶和使用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明整體結構示意圖。
其中:1為彈擊桿;2為彈擊桿縮放彈簧;3為定位卡槽;4為定位卡扣;5為推桿;6為刻度尺;7為指針片;8為指針塊;9為指針回位桿;10為彈擊錘;11為壓力表;12為溢流閥;13為氣室;14為單向閥;15為儲氣罐;16為充氣閥;17為密封圈;18為啟動裝置;19為殼體;20為推桿縮放彈簧;21為高壓密閉氣艙;22為軸肩;23為擋板。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
參見圖1,本發(fā)明提供的氣體回彈儀包括:殼體19,以及設置在殼體19下部的啟動裝置18;所述殼體19采用手槍形狀,啟動裝置18為扳機。
殼體19內前端設置有可伸出殼體19的彈擊桿1,所述彈擊桿1通過彈擊桿縮放彈簧2與推桿5連接,推桿5的另一端與彈擊錘10接觸;彈擊桿1、推桿5和彈擊錘10同軸設置。所述彈擊桿1內部為中空結構,尾部設置有開口,所述彈擊桿縮放彈簧2前端固定在彈擊桿1內。在殼體19內中部位置,彈擊錘10前方設置有擋板23,推桿5穿過擋板23與彈擊錘10接觸,推桿5上設置有推桿縮放彈簧20,所述推桿縮放彈簧20的一端固定在擋板上。所 述推桿5前端設置有定位卡扣4,殼體19內前部設置有與定位卡扣4相配合的定位卡槽3。
殼體19內后端設置有壓縮氣室13,所述壓縮氣室13與高壓密閉氣艙21相連,高壓密閉氣艙21的氣體出口與彈擊錘10相鄰;氣室13通過單向閥14連接設置有充氣閥16的儲氣罐15;所述儲氣罐15設置在氣室13下方,在殼體19的手柄處。氣室13與高壓密閉氣艙21之間設置有密封圈17。所述氣室13連接有壓力表11,氣室13設置有溢流閥12。
所述彈擊錘10前端設置有軸肩22,軸肩22與啟動裝置18接觸;所述殼體19上部還設置有讀數(shù)裝置。讀數(shù)裝置包括設置在殼體19上的帶有指針塊8的刻度尺6,指針塊8能夠沿刻度尺滑動,所述指針塊8下方活動連接有指針片7,所述指針片7設置在彈擊錘10上方,所述指針片7豎直方向投影的長度大于彈擊錘10與殼體19間的距離。
工作原理:測量前將彈擊桿1垂直接觸被測平面,操作人員將回彈儀壓向被測平面,使彈擊桿縮放彈簧2處于壓縮狀態(tài),彈擊桿1在力的作用下會部分縮進回彈儀,在縮放彈簧2的作用下帶動推桿5向右橫向移動,推動彈擊錘10移動至指定的擊發(fā)位置同時被扳機18定位。向氣室13內充入一定量的氣體,使得氣室13內的氣壓為設定值P0,氣體的體積為V0。測量時扣動扳機18,使彈擊錘10在氣體壓力作用下推著推桿5沿著回彈儀筒體移動,在運動至某一位置時,彈擊錘10會與指針片7相接觸,并且彈擊錘10帶動指針片7使得指針塊8回到零位,此時指針塊8被限位而停止運動,之后指針片7與殼體19的角度在彈擊錘推力作用下會自動調整,所以繼續(xù)運動的彈擊錘10會越過回彈儀指針片7繼續(xù)向左運動,當彈擊錘10接觸到彈擊桿1后,彈擊錘10在力的作用下會反彈,在彈擊錘10反向運動時指針片7會卡在其右側的軸肩與其一起運動。同時,在彈擊錘10接觸彈擊桿1時位于推桿5末端的定位卡扣4剛好運動到定位卡槽里,將推桿5固定住,這樣推桿就 不會與彈擊錘一起向右運動,能防止它給彈擊錘一個向右推力,進而影響測量的準確性。這樣一來,通過讀取指針塊8在刻度尺6上的讀數(shù)來獲取該被測平面的回彈值。彈擊錘自右向左運動過程中,氣室13的體積V逐漸增大,氣壓P逐漸減小,在彈擊錘10與推桿5接觸瞬間氣室13的壓強變?yōu)镻1,體積變?yōu)閂1,并且與初始狀態(tài)相比P1V1=P0V0。
完成一次測量后使彈擊桿1離開被測平面,處于壓縮狀態(tài)的彈擊桿縮放彈簧2自動回到平衡位置,同時帶動彈擊桿1向左側運動,在運動到設定位置時定位卡扣4凸出部分會受到回彈儀殼體19的擠壓,使其脫離定位卡槽3,推桿5在縮放彈簧2的推力下又伸出彈擊桿1。完成一次測量的彈擊錘10停留在指針片7的左側,進行下一次測量時,在推桿5帶動彈擊錘10向右運動過程中指針片7會隨彈擊錘10向右運動,在該過程中,氣室13的體積V逐漸減小,氣壓P逐漸增大。當指針片7接觸到指針回位桿9后在回位桿推力的作用下,其與回彈儀殼體19的夾角會減小,因此繼續(xù)運動的彈擊錘10會運動到指針片7的右側,當彈擊錘10再一次被扳機18定位后,氣室13的體積又變回V0,氣壓又變回P0,為下一次測量做好準備。
圖中壓力表11是用來實時監(jiān)測氣室壓力,溢流閥12是為了排出氣室內的多余氣體,使得彈擊錘10釋放前氣室13的氣壓不超過設定值。儲氣罐15用于向氣室13補氣,它的內部氣壓應高于氣室13設定的氣壓;若氣室13有氣體泄漏時可以自動向氣室13補氣。當氣壓不夠時,還可以通過充氣閥16向氣室13充氣。
氣動無損回彈儀的基本理論計算方法:
理想氣體狀態(tài)方程:
PV=nRT ②
式中,n是物質的量,R是普通常數(shù),T是熱力學溫度。
波義耳定律:當n一定,T一定時,就得到波義耳定律,
V=K/P
式中,V為氣體體積,P為壓強,K為常數(shù)。
設密閉氣室橫截面積為A,初始高度為h1,最終高度為h2,體積為:,V1=Ah1V2=Ah2
設密閉氣室初始壓強為P1,最終壓強為P2,
所以,由式②得:
由式①得:
由式③得:即T1P2Ah2=T2P1Ah1
所以,
由回彈高度,即壓縮空氣體積變化與壓強的關系,確定混凝土的硬度和強度。