一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置的制作方法

1.本发明属于混凝土检测技术领域，尤其是涉及一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置。


背景技术：

2.大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或者指或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，现代建筑中时常用到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，大体积混凝土最主要的特点就是体积大，其最小断面的任何一个方向的尺寸最小为一米。
3.然而现有的大体积混凝土温控与探伤装置在使用时往往还存在以下问题：现代基础设施如港口、机场、高层基础等大体积混凝土工程越来越多，然而这些大体积混凝土若不采取温控措施直接浇筑，常会由于混凝土的水化热所带来的大体积混凝土工程内外温差而导致混凝土内部开裂，耐久性降低；由于大体积混凝土的内外温度不一，而现有的温度监测装置仅方便对混凝土外部进行温度监测，使得混凝土的内外实时温度监测工作较为不便；大体积混凝土可能因与内外部较大的温差而导致内部出现裂缝损伤，而内部的损伤难以从外部观察到，因而不便于对混凝土背部的损伤进行评估测定，同时在混凝土表面可能附着有较多的灰尘和杂质，影响混凝土内部的损伤检测准确度。
4.为此，我们提出一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述缺乏温控措施而导致混凝土内部开裂、不便于对混凝土内外温度进行实时监测以及难以对混凝土内部进行损伤测定的问题，提供一种能够控制混凝土内部温度和开裂、可实时监测混凝土内部温度以及便于在无伤前提下对混凝土内部进行损伤测定的超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置。
6.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，包括底座，所述底座上固定连接有混凝土，所述底座上方固定连接有支撑架，所述支撑架顶部固定连接有水箱，所述混凝土内部设置有双层冷却水管，所述双层冷却水管与水箱连通，所述水箱底部设置有水流调节机构；所述水流调节机构包括进水端、出水端、调节筒、转轴、指针、旋转把手和仪表盘，所述双层冷却水管两端分别固定连接有进水端和出水端，所述进水端、出水端均与水箱连通，所述水箱位于进水端处固定连接有调节筒，所述调节筒侧壁上贯穿转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有指针，所述转轴位于调节筒外的端部固定连接有旋转把手，所述调节筒外侧壁上固定连接有仪表盘，所述进水端内部安装有控制阀，所述控制阀端部与转轴固
定连接；所述支撑架顶部设置有清洁机构，所述混凝土内部埋设有若干热电偶，所述支撑架上位于混凝土的两侧设置有超声探伤机构。
7.进一步，所述清洁机构包括电动推杆、双滑轨、第一滑块、凸起、第二滑块、限位杆、缓冲弹簧、挡板和压缩弹簧，所述支撑架顶部固定连接有电动推杆，所述支撑架上固定连接有双滑轨，所述双滑轨右侧滑动连接有第一滑块，所述第一滑块与电动推杆输出端固定连接，所述第一滑块侧壁上设置有凸起，所述双滑轨左侧滑动连接有第二滑块，所述第二滑块内部滑动连接有限位杆，所述限位杆与第二滑块之间连接有缓冲弹簧，所述支撑架顶部固定连接有挡板，所述第二滑块与双滑轨左侧顶部之间连接有压缩弹簧,所述压缩弹簧采用高弹性系数的合金钢材质弹簧。
8.进一步，所述清洁机构还包括活塞杆、活塞、活塞筒、进气口和出气口，所述第二滑块下端固定连接有活塞杆，所述双滑轨左侧下端固定连接有活塞筒，所述活塞筒内部密封滑动连接有活塞，所述活塞与活塞杆固定连接，所述活塞筒上设置有进气口和出气口，所述出气口处设置有加压阀。
9.进一步，所述超声探伤机构包括活动腔、转动杆、第一锥齿轮、螺纹杆、第二锥齿轮、螺母、多杆支架和超声波探测器，所述底座内部开设有活动腔，所述活动腔内转动连接有转动杆，所述转动杆上固定连接有两个第一锥齿轮，所述底座顶部贯穿转动连接有两个螺纹杆，所述螺纹杆底部固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合，所述螺纹杆上螺纹连接有螺母，所述螺母上固定连接有多杆支架，所述多杆支架上固定连接有若干超声波探测器。
10.进一步，所述双层冷却水管上安装有水泵，所述水泵位于出水端下方。
11.进一步，所述底座上固定连接有限位滑杆，所述限位滑杆上滑动连接有限位块，所述限位块通过连接杆与螺母固定连接。
12.进一步，所述底座侧壁上固定连接有驱动电机，所述转动杆端部贯穿底座侧壁且与驱动电机输出端固定连接。
13.进一步，所述双层冷却水管的上下层分别距混凝土的顶面和底面60cm,所述双层冷却水管的上下层间距为1m。
14.进一步，若干所述热电偶分布于混凝土表层和底层，所述混凝土表层的热电偶设置在距混凝土上表面50mm处，所述混凝土底层的热电偶设置在距混凝土底面以上50mm处。
15.进一步，所述超声波探测器的测点间距为100mm。
16.本发明的优点在于：本发明利用智能温控系统直接有效地调节大体积混凝土实验块的温度，同时采用预埋超声波探头主动探测大体积混凝土实验块内部裂缝的发展。其中，智能温控系统包括循环水冷却、信息反馈、变频调节、远程监控等多个功能，核心为预埋冷却水管法，利用水流传热原理，将混凝土内部产生的温度带出，从而达到减小温差，控制温度裂缝的作用；所埋设的热电偶可以直观地观察高强混凝土内部的温度变化；超声波探头可以在不对实验块造成损坏的前提下即时地探测高强混凝土内部可能出现的损伤，并且根据探测结果对温控措施进行评估。以上三种手段既能够起到控制大体积混凝土实验块温度的作用，又可以对高强混凝土内部可能产生的损伤进行实时地探测，控温与探伤相结合，对大体积高强混凝土
的水化热控制以及排除可能的安全隐患起到了相当好的效果，确保了实验块工程质量。
17.优选的，通过设置水量调节结构，使水流调节的控制方式更加直观清晰，从而有利于控制水流流速和混凝土内部温度，进而达到控制混凝土内部裂缝的作用。
18.优选的，通过设置清洁结构，利用活塞筒连续地通过加压空气对混凝土侧边进行吹气，从而有效去除混凝土表面的灰尘杂质，保证混凝土内部损伤检测的准确度。
19.优选的，通过设置超声探伤机构，驱动若干超声波探测器升降对混凝土不同水平面进行无伤检测，从而实现对混凝土内部进行全方位的缺陷即时探测，为后续大体积高强混凝土浇筑的顺利进行提供保障，确保工程质量。
20.与现有的技术相比，本一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置的优点在于：本发明中设置双层冷却水管，利用水流传热原理将混凝土内部产生的热量带出，从而减小混凝土内外部的温差，降低混凝土内部出现裂缝的可能性。
21.本发明中设置水流调节机构，通过将水流控制阀的转动角度可视化，使得水流调节的控制方式更加直观清晰，从而有利于控制水流流速和混凝土内部温度，进而达到控制混凝土内部裂缝的作用。
22.本发明中设置热电偶，通过在混凝土中预埋设热电偶实时地远程监测混凝土内部的温度，便于即时掌握混凝土内外部温差。
23.本发明中设置清洁机构，利用活塞筒连续地通过加压空气对混凝土侧边进行吹气，从而有效去除混凝土表面的灰尘杂质，保证混凝土内部损伤检测的准确度。
24.本发明中设置超声探伤机构，通过驱动若干超声波探测器升降对混凝土不同水平面进行无伤检测，从而实现对混凝土内部进行全方位的缺陷即时探测，为后续大体积高强混凝土浇筑的顺利进行提供保障，确保工程质量。
附图说明
25.图1是本发明提供的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置的主视结构剖析示意图；图2是图1的a处放大图；图3是图1的b处放大图；图4是图1的c处放大图；图5是本发明提供的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置中超声波探测器部分的俯视结构示意图；图中，1底座；2混凝土；3支撑架；4水箱；5双层冷却水管；6水流调节机构、61进水端、62出水端、63调节筒、64转轴、65指针、66旋转把手、67仪表盘；7清洁机构、71电动推杆、72双滑轨、73第一滑块、74凸起、75第二滑块、76限位杆、77缓冲弹簧、78挡板、79压缩弹簧、710活塞杆、711活塞、712活塞筒、713进气口、714出气口；8热电偶；9超声探伤机构、91活动腔、92转动杆、93第一锥齿轮、94螺纹杆、95第二锥齿轮、96螺母、97多杆支架、98超声波探测器；10水泵；11限位滑杆；12限位块；13驱动电机。
实施方式
26.以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
27.如图1和图2所示，一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，包括底座1，底座1上固定连接有混凝土2，底座1上方固定连接有支撑架3，支撑架3顶部固定连接有水箱4，混凝土2内部设置有双层冷却水管5，双层冷却水管5的上下层分别距混凝土2的顶面和底面60cm,双层冷却水管5的上下层间距为1m，双层冷却水管5与水箱4连通，水箱4底部设置有水流调节机构6；水流调节机构6包括进水端61、出水端62、调节筒63、转轴64、指针65、旋转把手66和仪表盘67，双层冷却水管5两端分别固定连接有进水端61和出水端62，双层冷却水管5上安装有水泵10，水泵10位于出水端62下方，进水端61、出水端62均与水箱4连通，水箱4位于进水端61处固定连接有调节筒63，调节筒63侧壁上贯穿转动连接有转轴64，转轴64上固定连接有指针65，转轴64位于调节筒63外的端部固定连接有旋转把手66，调节筒63外侧壁上固定连接有仪表盘67，进水端61内部安装有控制阀，控制阀端部与转轴64固定连接；如图1、图3和图4所示，支撑架3顶部设置有清洁机构7，清洁机构7包括电动推杆71、双滑轨72、第一滑块73、凸起74、第二滑块75、限位杆76、缓冲弹簧77、挡板78和压缩弹簧79，支撑架3顶部固定连接有电动推杆71，支撑架3上固定连接有双滑轨72，双滑轨72右侧滑动连接有第一滑块73，第一滑块73与电动推杆71输出端固定连接，第一滑块73侧壁上设置有凸起74，双滑轨72左侧滑动连接有第二滑块75，第二滑块75内部滑动连接有限位杆76，限位杆76与第二滑块75之间连接有缓冲弹簧77，支撑架3顶部固定连接有挡板78，第二滑块75与双滑轨72左侧顶部之间连接有压缩弹簧79,压缩弹簧79采用高弹性系数的合金钢材质弹簧，清洁机构7还包括活塞杆710、活塞711、活塞筒712、进气口713和出气口714，第二滑块75下端固定连接有活塞杆710，双滑轨72左侧下端固定连接有活塞筒712，活塞筒712内部密封滑动连接有活塞711，活塞711与活塞杆710固定连接，活塞筒712上设置有进气口713和出气口714，出气口714处设置有加压阀；如图1所示，混凝土2内部埋设有若干热电偶8，若干热电偶8分布于混凝土2表层和底层，混凝土2表层的热电偶8设置在距混凝土2上表面50mm处，混凝土2底层的热电偶8设置在距混凝土2底面以上50mm处；如图1和图5所示，支撑架3上位于混凝土2的两侧设置有超声探伤机构9，超声探伤机构9包括活动腔91、转动杆92、第一锥齿轮93、螺纹杆94、第二锥齿轮95、螺母96、多杆支架97和超声波探测器98，底座1内部开设有活动腔91，活动腔91内转动连接有转动杆92，底座1侧壁上固定连接有驱动电机13，转动杆92端部贯穿底座1侧壁且与驱动电机13输出端固定连接，转动杆92上固定连接有两个第一锥齿轮93，底座1顶部贯穿转动连接有两个螺纹杆94，螺纹杆94底部固定连接有第二锥齿轮95，第二锥齿轮95与第一锥齿轮93相互啮合，螺纹杆94上螺纹连接有螺母96，底座1上固定连接有限位滑杆11，限位滑杆11上滑动连接有限位块12，限位块12通过连接杆与螺母96固定连接，螺母96上固定连接有多杆支架97，多杆支架97上固定连接有若干超声波探测器98，超声波探测器98的测点间距为100mm。
28.本实施例的工作原理如下：首先启动水泵10，通过水泵10驱动水箱4内的冷却水经过出水端而流向混凝土2内
的双层冷却水管5内，通过双层冷却水管5内的冷却水流带出混凝土2内部产生的热量，进而减小混凝土2的内外部温差，同时可通过转动旋转把手66带动转轴64转动，进而使得出水端62内的控制阀转动而调节水流，此时可通过转轴64上的指针65在仪表盘67上的转动角度而观察出控制阀的开闭情况，使得水流控制情况更加直观和清晰，从而达到便于控制混凝土2内部温度和裂缝的作用；通过预埋设置在混凝土2表层和底层的热电偶8远程监测混凝土2内部的温度变化，从而可直观地即时掌握混凝土2内外部的温差，便于后续通过调节水流而改变混凝土2内部温度，避免混凝土2内部出现过多裂缝；在对混凝土2进行超声探伤工作之前，可首先启动电动推杆71，通过电动推杆71输出端拉动第一滑块73在双滑轨72上向上滑动，进而使得第一滑块73上的凸起74接触并推动限位杆76上移，此时第二滑块75和活塞杆710同步上移，压缩弹簧79处于压缩状态，使得活塞杆710带动活塞711在活塞筒712内向上密封滑动，进而使活塞筒712内部充入空气，当第二滑块75继续上移，限位杆76因与挡板78接触而向第二滑块75内部滑动，在此过程中，限位杆76脱离凸起74后通过高弹性系数的压缩弹簧79推动第二滑块75快速下移，从而驱动活塞杆710下移，进而使得活塞711在活塞筒712内向下滑动，从而将活塞筒712内的空气通过出气口714处的加压阀喷向混凝土2侧边表面，有效清除混凝土2表面的灰尘杂质，保证混凝土2内部损伤检测的准确度；在对混凝土2进行超声波检测时，首先启动驱动电机13，通过驱动电机13输出端带动转动杆92转动，使得转动杆92上的两个第一锥齿轮93同步转动，由于第一锥齿轮93与第二锥齿轮95啮合，从而使第二锥齿轮95和螺纹杆94同步转动，使得螺母96上下移动，进而使螺母96带动多杆支架97上的多个超声波探测器98对混凝土2的不同水平面进行无伤检测，从而实现对混凝土2内部进行全方位的缺陷即时探测，为后续大体积高强混凝土浇筑的顺利进行提供保障，确保工程质量。
实施例
29.本实施例与实施例1的不同之处在于：双层冷却水管5的上下层分别距混凝土2的顶面和底面80cm;混凝土2底层的热电偶8设置在距混凝土2底面以上80mm处;超声波探测器98的测点间距为200mm。
30.在本实施例中，通过使双层冷却水管5更加靠近混凝土2内部，并且升高混凝土2底层的热电偶8，可使混凝土2内部的冷却速度更快，提升温差减小速率。
实施例
31.本实施例与实施例1的不同之处在于：混凝土2底层的热电偶8设置在距混凝土2底面以上100mm处;超声波探测器98的测点间距为300mm。
32.在本实施例中，通过继续升高混凝土2底层的热电偶8，更加便于观察距离双层冷却水管5较远的混凝土2内部温度，并且继续增大超声波探测器98的测点间距，提升混凝土2内部损伤的检测范围。
实施例
33.本实施例与实施例1的不同之处在于：双层冷却水管5的上下层分别距混凝土2的顶面和底面80cm;超声波探测器98的测点间距为200mm。
34.在本实施例中，通过改变双层冷却水管对于混凝土2内部的深入程度，能够更加清晰的对比出双层冷却水管5的冷却控温效果。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上固定连接有混凝土（2），所述底座（1）上方固定连接有支撑架（3），所述支撑架（3）顶部固定连接有水箱（4），所述混凝土（2）内部设置有双层冷却水管（5），所述双层冷却水管（5）与水箱（4）连通，所述水箱（4）底部设置有水流调节机构（6）；所述水流调节机构（6）包括进水端（61）、出水端（62）、调节筒（63）、转轴（64）、指针（65）、旋转把手（66）和仪表盘（67），所述双层冷却水管（5）两端分别固定连接有进水端（61）和出水端（62），所述进水端（61）、出水端（62）均与水箱（4）连通，所述水箱（4）位于进水端（61）处固定连接有调节筒（63），所述调节筒（63）侧壁上贯穿转动连接有转轴（64），所述转轴（64）上固定连接有指针（65），所述转轴（64）位于调节筒（63）外的端部固定连接有旋转把手（66），所述调节筒（63）外侧壁上固定连接有仪表盘（67），所述进水端（61）内部安装有控制阀，所述控制阀端部与转轴（64）固定连接；所述支撑架（3）顶部设置有清洁机构（7），所述混凝土（2）内部埋设有若干热电偶（8），所述支撑架（3）上位于混凝土（2）的两侧设置有超声探伤机构（9）。2.根据权利要求1所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述清洁机构（7）包括电动推杆（71）、双滑轨（72）、第一滑块（73）、凸起（74）、第二滑块（75）、限位杆（76）、缓冲弹簧（77）、挡板（78）和压缩弹簧（79），所述支撑架（3）顶部固定连接有电动推杆（71），所述支撑架（3）上固定连接有双滑轨（72），所述双滑轨（72）右侧滑动连接有第一滑块（73），所述第一滑块（73）与电动推杆（71）输出端固定连接，所述第一滑块（73）侧壁上设置有凸起（74），所述双滑轨（72）左侧滑动连接有第二滑块（75），所述第二滑块（75）内部滑动连接有限位杆（76），所述限位杆（76）与第二滑块（75）之间连接有缓冲弹簧（77），所述支撑架（3）顶部固定连接有挡板（78），所述第二滑块（75）与双滑轨（72）左侧顶部之间连接有压缩弹簧（79）,所述压缩弹簧（79）采用高弹性系数的合金钢材质弹簧。3.根据权利要求2所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述清洁机构（7）还包括活塞杆（710）、活塞（711）、活塞筒（712）、进气口（713）和出气口（714），所述第二滑块（75）下端固定连接有活塞杆（710），所述双滑轨（72）左侧下端固定连接有活塞筒（712），所述活塞筒（712）内部密封滑动连接有活塞（711），所述活塞（711）与活塞杆（710）固定连接，所述活塞筒（712）上设置有进气口（713）和出气口（714），所述出气口（714）处设置有加压阀。4.根据权利要求1所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述超声探伤机构（9）包括活动腔（91）、转动杆（92）、第一锥齿轮（93）、螺纹杆（94）、第二锥齿轮（95）、螺母（96）、多杆支架（97）和超声波探测器（98），所述底座（1）内部开设有活动腔（91），所述活动腔（91）内转动连接有转动杆（92），所述转动杆（92）上固定连接有两个第一锥齿轮（93），所述底座（1）顶部贯穿转动连接有两个螺纹杆（94），所述螺纹杆（94）底部固定连接有第二锥齿轮（95），所述第二锥齿轮（95）与第一锥齿轮（93）相互啮合，所述螺纹杆（94）上螺纹连接有螺母（96），所述螺母（96）上固定连接有多杆支架（97），所述多杆支架（97）上固定连接有若干超声波探测器（98）。5.根据权利要求1所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述双层冷却水管（5）上安装有水泵（10），所述水泵（10）位于出水端（62）下方。6.根据权利要求4所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征
在于，所述底座（1）上固定连接有限位滑杆（11），所述限位滑杆（11）上滑动连接有限位块（12），所述限位块（12）通过连接杆与螺母（96）固定连接。7.根据权利要求4所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述底座（1）侧壁上固定连接有驱动电机（13），所述转动杆（92）端部贯穿底座（1）侧壁且与驱动电机（13）输出端固定连接。8.根据权利要求1所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述双层冷却水管（5）的上下层分别距混凝土（2）的顶面和底面60cm,所述双层冷却水管（5）的上下层间距为1m。9.根据权利要求1所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，若干所述热电偶（8）分布于混凝土（2）表层和底层，所述混凝土（2）表层的热电偶（8）设置在距混凝土（2）上表面50mm处，所述混凝土（2）底层的热电偶（8）设置在距混凝土（2）底面以上50mm处。10.根据权利要求4所述的一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，其特征在于，所述超声波探测器（98）的测点间距为100mm。

技术总结
本发明属于混凝土检测技术领域，尤其是涉及一种超高强大体积混凝土智能温控与主动探伤装置，包括底座，所述底座上固定连接有混凝土，所述底座上方固定连接有支撑架，所述支撑架顶部固定连接有水箱，所述混凝土内部设置有双层冷却水管，所述双层冷却水管与水箱连通，所述水箱底部设置有水流调节机构；所述水流调节机构包括进水端、出水端、调节筒、转轴、指针、旋转把手和仪表盘。本发明可能够起到控制大体积混凝土实验块温度的作用，又可以对高强混凝土内部可能产生的损伤进行实时地探测，控温与探伤相结合，对大体积高强混凝土的水化热控制以及排除可能的安全隐患起到很好的效果，确保实验块工程质量。实验块工程质量。实验块工程质量。


技术研发人员：朱敏 袁士柯 罗健林 李圣飞 陈风伟 李延磊 崔景涵
受保护的技术使用者：中建八局第四建设有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/18