一種檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿飽滿度的振動(dòng)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及建筑質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼 筋套筒灌漿飽滿度的振動(dòng)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，是指由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝 土結(jié)構(gòu)。因其具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省模板，改善施工條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快施工進(jìn)度等 優(yōu)勢(shì)，目前在中國的一、二線城市的房建工程中大量使用。在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋套 筒灌漿連接是一種常用的連接方式，套筒灌漿是否飽滿，直接影響結(jié)構(gòu)的受剪承載力和抗 震能力，在《JGJ1-2014裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，對(duì)構(gòu)件連接明確了要求標(biāo)準(zhǔn)。自 裝配式住宅在國內(nèi)應(yīng)用以來，業(yè)內(nèi)一直研究目前灌漿飽滿度的檢測(cè)方法，以達(dá)到控制施工 質(zhì)量的目的。但鋼筋套筒連接結(jié)構(gòu)為多層介質(zhì)交替，如圖1所示，包括第一構(gòu)件2、第一鋼 筋3、套筒4、第二鋼筋5,第二構(gòu)件6、出漿孔7和注漿孔8,其中金屬非金屬介質(zhì)交替，砂漿 體在徑向厚度很薄，一般為5mm或6mm，造成現(xiàn)有的工程無損檢測(cè)方法對(duì)其無法進(jìn)行有效檢 測(cè)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型基于振動(dòng)的阻尼衰減原理，使用一種檢 測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿飽滿度的振動(dòng)傳感器，根據(jù)傳感器周圍介質(zhì)特性與其 振動(dòng)阻尼衰減的關(guān)系，來判定灌漿料的高度和傳感器的位置關(guān)系，達(dá)到判斷施工過程中灌 漿料是否被灌滿或凝固后灌漿飽滿度是否合格的目的。
[0004] 本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌 漿飽滿度的振動(dòng)傳感器，所述振動(dòng)傳感器包括設(shè)有開口的密閉殼體，所述殼體內(nèi)腔的底部 設(shè)有壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片與彈性體的一側(cè)連接，所述彈性體的另一側(cè)與PCB電路 板連接，所述殼體的開口設(shè)有灌封層進(jìn)行密閉防水，所述壓電陶瓷片的正極和負(fù)極與穿過 灌封層的導(dǎo)線連接。
[0005] 進(jìn)一步的，所述殼體為圓柱。
[0006] 進(jìn)一步的，所述圓柱的直徑小于12_，高度小于6_。
[0007] 進(jìn)一步的，所述圓柱的直徑為10_，高度為3_。
[0008] 進(jìn)一步的，所述圓柱的直徑為8_，高度為2. 5_。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)越效果在于：本實(shí)用新型提供的一種檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋套筒灌漿飽滿度的振動(dòng)傳感器，能夠滿足裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿施工過程的 質(zhì)量控制和灌漿后的飽滿度的快速檢測(cè)的需求，具有測(cè)試速度快、效率高、精度高、穩(wěn)定和 成本低的優(yōu)點(diǎn)，為有效檢測(cè)手段的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收工作提供了高效檢測(cè)設(shè) 備。
【附圖說明】
[0010] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中鋼筋套筒連接結(jié)構(gòu)為多層介質(zhì)交替結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0011] 圖2為本實(shí)用新型的阻尼振動(dòng)原理的理論模型示意圖；
[0012] 圖3為本實(shí)用新型中所述振動(dòng)傳感器的俯視圖；
[0013] 圖4為圖3的沿A-A的剖視圖；
[0014] 圖5為本實(shí)用新型中所述振動(dòng)傳感器的右視圖；
[0015] 圖6為本實(shí)用新型所述振動(dòng)傳感器在空氣中振動(dòng)周期和振幅的變化情況示意圖；
[0016] 圖7為本實(shí)用新型所述振動(dòng)傳感器局部埋入灌漿料中振動(dòng)周期和振幅的變化示 意圖；
[0017] 圖8為本實(shí)用新型所述振動(dòng)傳感器在灌漿料中振動(dòng)周期和振幅的變化示意圖；
[0018] 圖9為本實(shí)用新型所述檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿飽滿度的檢測(cè)儀使 用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖10為本實(shí)用新型所述檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿飽滿度的檢測(cè)儀的 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 附圖標(biāo)記如下：
[0021] 1-振動(dòng)傳感器，11-殼體，12-壓電陶瓷片，13-彈性體，14-PCB電路板，15-灌封 層，16-導(dǎo)線，2-第一構(gòu)件，3-第一鋼筋，4-套筒，5-第二鋼筋，6-第二構(gòu)件，7-出漿孔，8-注 漿孔，9-檢測(cè)儀，91-信號(hào)接受處理裝置，92-信號(hào)激勵(lì)裝置，93-MCU控制單元，94-電源， 95-人機(jī)交互單元。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0023] 任何機(jī)械振動(dòng)可用方程式
ξ表示，其中X為振幅、A。為 初始振幅、t為時(shí)間、ω為振動(dòng)系統(tǒng)的固有角頻率、β為阻尼系數(shù)。其中振動(dòng)的振幅呈指 數(shù)衰減，當(dāng)振動(dòng)體一定、激勵(lì)后初始振動(dòng)的幅度和頻率一定，振動(dòng)體周圍的介質(zhì)的彈性模量 越大其阻尼系數(shù)就越大，因此振動(dòng)體周圍的介質(zhì)為空氣、水、流動(dòng)的砂漿、凝固后的砂漿，其 阻尼系數(shù)依次增大，相應(yīng)的，振幅的衰減將會(huì)急劇增加。為此設(shè)計(jì)能通過電信號(hào)激勵(lì)產(chǎn)生振 動(dòng)、并能接收激勵(lì)撤銷后的阻尼振動(dòng)信號(hào)的振動(dòng)傳感器和相應(yīng)的檢測(cè)儀器，將振動(dòng)傳感器 預(yù)埋在鋼筋套筒出漿口的灌漿縫隙間，則可通過接收信號(hào)幅度的衰減情況來判別傳感器周 圍介質(zhì)的性狀，達(dá)到檢測(cè)套筒灌漿是否飽滿的目的。
[0024] 如圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種用于檢測(cè)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿飽 滿度的方法工作原理的理論模型，基于阻尼振動(dòng)的幅度衰減原理，在振動(dòng)方向上，物體受到 的作用力包括彈性力和摩擦阻力。
[0025] 摩擦阻力：fr= -γν，式中γ為阻力系數(shù)，ν為速度；
[0026] 根據(jù)牛頓第二定律：
[0027]
[0028] 上述公式中，k為彈性系數(shù)，m為質(zhì)量，X為位移或振幅，t為時(shí)間；
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 其中，ω。稱為振動(dòng)系統(tǒng)的固有角頻率，β稱為阻尼系數(shù)；此方程按β大小的不 同，微分方程有三種不同形式的解。當(dāng)阻尼較小時(shí)，此時(shí)β<ω。，稱為欠阻尼狀態(tài)。
[0033] 方程的解為：
[0034]
[0035] 可進(jìn)一步寫成如下形式：
[0036]
[0037] 其中，A(t) =A#et稱為阻尼振動(dòng)的振幅，分析此式可知，阻尼振動(dòng)的振幅按指數(shù) 規(guī)律衰減，β越大衰減越快，所以阻尼振動(dòng)又叫減幅振動(dòng)。
[0038] 基于上述規(guī)律，如圖6、7和8所示，是在不同阻尼系數(shù)下的振動(dòng)傳感器1的振動(dòng)曲 線。如圖6所示，可以清晰分辨出β=0.6時(shí)，傳感器在空氣中振動(dòng)周期和振幅的變化情 況，如圖8所示，β=1時(shí)，傳感器在灌漿料中振動(dòng)周期和振幅的