[实用新型]一种便携式高炉冲击回波测试用激振装置

说明书

本实用新型涉及一种便携式高炉冲击回波测试用激振装置，包括测试锤、冲击回波测试信号放大器、传感器、测试主机；测试锤包括锤柄、锤体、若干个锤头，锤体与锤柄头端通过螺纹垂直连接，锤体两端中心分别设有螺杆，锤头端面中心均加工有内螺纹结构，锤头通过内螺纹拧紧在锤体两端螺杆上，锤柄尾端设有一挂孔，通过绳带与冲击回波测试信号放大器拆卸挂扣，冲击回波测试信号放大器通过信号线连接传感器，冲击回波测试信号放大器通过信号线连接测试主机，冲击回波测试信号放大器外壁设有用于放置锤头收纳盒。本实用新型在进行测试工作时，根据需要更换适用的锤头。当登高作业时，测试锤与冲击回波测试信号放大器可以同时携带、传递。

技术领域

本实用新型涉及高炉冲击回波测试，特别涉及一种便携式高炉冲击回波测试用激振装置。

背景技术

随着高炉大型化发展和装备水平的提高，高炉长寿技术得到全面发展，世界范围内一些大型高炉一代炉役寿命已超过了20年。近年来我国高炉全炉体冷却、铜冷却壁、优质耐材、高炉监测以及软水密闭循环冷却系统等先进技术广泛应用，长寿方面也取得了显著进步，一些高炉寿命达到了15年以上。但另一方面我国高炉长寿发展很不均衡，高炉平均寿命仅为5～10年，尤其高炉炉缸烧穿案例仍然屡有发生，说明与世界先进水平相比还存在差距。

对高炉工作者而言，准确监测生产过程中的炉衬侵蚀状态非常重要，这样才能够适时调整操作或采取护炉措施，实现高效生产与安全长寿的统一。早期生产技术落后，高炉监测设备和手段严重缺乏，只能依靠高炉操作者观察炉壳是否有发红、鼓包、漏风等现象，以此来判断炉衬是否出现问题。随着科学技术不断进步，国内外相继开发出了多种高炉炉衬监测技术，如多头热电偶、热流检测、模型判断、炉壳测温、电阻法、电容法、超声波、电磁波等，上述炉衬监测方法均为侵入式检测，需要在炉体植入传感器，其通用的缺点是只能准确判断有限位置内衬情况，即各种热、电、声等物理信号变化只是反映传感器安装点的状况，据此监测到的也只是传感器安装点一定范围内的炉衬残余厚度，而一些企业高炉圆周方向布置传感器仅有8点，甚至4点，这对于炉缸直径可达10m以上的大型高炉而言是远远不够的，会明显造成传感器之间的监控死角和盲区。

另一方面，基于冲击回波法的一项无损检测技术在很多行业得到发展应用，通过在介质表面施加瞬时机械冲击，产生的应力波遇到与其它介质形成的界面时会发生反射，应力波在介质表面与反射面之间来回反射引起结构表面的微小位移响应，接受这种响应并进行频谱分析可判断介质厚度或内部缺陷的有无、位置等信息。该方法在混凝土领域应用较广泛，也有研究者利用该方法检测高炉炉衬厚度。该方法的最大优势在于，它属于完全的无损检测，直接在炉外操作，可随时在各部位开展快速测量，相对更加灵活方便，该技术在高炉无损检测领域具有很大的应用潜力。

冲击回波测试中的重要因素之一，是选择合适的冲击激励以便产生适宜的冲击信号，在对测体表面瞬时冲击时，冲击持续时间(冲击器与介质表面的接触时间)决定了所产生的应力脉冲频率成分，也决定着所能够检测的厚度尺寸，一般冲击头直径越小，冲击表面越硬、越光滑，则冲击持续时间越短，产生的应力脉冲包含较高频率成分(波长越短)，可探测的尺寸较薄；反之冲击持续时间长，则产生的应力波波长越长，可探测的尺寸也较厚。另外，产生的应力波波长一般应等于或小于被探测材质的横向尺寸或厚度尺寸的2倍，否则无法产生回波信号。因此针对不同厚度和材质的测体需选择合适规格的激振装置。

由于高炉主要测试炉缸炭砖残厚，最厚部位可能达到2m以上，炭砖又属粗晶介质，因此需使应力波具有较大的波长，即要求适当的延长冲击器与介质表面的接触时间，增大冲击头直径行之有效，但实际测试中携带过大、过重的冲击锤存在诸多不便，由于涉及登高作业，有时还会产生安全隐患。另一方面，高炉炉墙具有炉壳、冷却壁、捣料、炭砖等多层材质，各种材质中的信号传播速度存在差异，针对各种材质的波速标定往往也需要不同规格的冲击器，因此实际测试中需要用到多种不同规格大小、不同材质的冲击锤，这对携带和使用测试都造成了诸多不便。

发明内容