[發明專利]一種圍護結構含水率的便攜式測試系統及其測試方法

無效

• 申請號: 200910028356.5
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101482533A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 姚恩濤;董靜怡;周克印
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明涉及一種含水率測試系統，尤其涉及一種圍護結構含水率的便攜式測試系統及其測試方法，屬于含水率無損檢測領域。

背景技術

我國對建筑節能越來越重視，因此出現了許多使用節能材料、節能技術的建筑物。對這些建筑物的建筑節能現場實測是執行國家建筑節能設計標準的關鍵環節。建筑節能現場實測主要是對圍護結構傳熱系數的檢測，傳熱系數是衡量圍護結構保溫性能的重要參數，含水率對于圍護結構的節能性影響程度也較大。建筑物圍護結構由于其自身的特點，在建造和服役過程中不可避免地會吸收較多的水分。相對于其它材料成分而言，水的質量熱容和體積熱容都很大，因此，圍護結構中含水量的大小是影響傳熱系數的重要因素。判定圍護結構的傳熱系數僅靠材料是不能給出結論的，需要建筑完工后對圍護結構進行含水率檢測。

一般用于建筑墻體水分測量的方法主要有紅外法、微波法、中子測量法以及介電測量法。紅外線法能夠實現在線測量，但其測量結果受到被測物料表面特性、規范性、材質、被測物與探測器之間距離變化等因素的影響，且紅外線的透射性較差；另外，探測器在工作過程中存在一定的溫度漂移和時間漂移，使測量值的重復性受到影響。微波法測量墻體濕度，替代了傳統測量法，使測量過程簡單，并實現了快速、實時、在線及非接觸無損傷測量，但微波測量過程中會受到密度、溫度和其他環境因素的影響，所用的矢量分析儀成本太高，且不利于分層。中子測量法雖然很好，但其設備價格昂貴，而且不便用于建筑外墻的濕度測量。

目前，國內有一種測量建筑物含水率的儀器，采用介電常數法，根據電介質的介電常數隨其水分含量而發生明顯變化的原理，通過介電效應產生的電學參數變化，間接測量建筑材料的含水率。這種儀器廣泛用于建筑裝修、防水工程基層材料的含水率測量及卷材層面滲漏源檢查，還用于砌筑磚、隔熱保溫材料的含水率測量，亦可用于砼質量無損檢測中的濕度檢驗。但是該儀器只能用于建筑物表面的含水率測量，而不能測量建筑墻體沿縱深方向的含水率分布。

發明內容

本發明為實現圍護結構沿厚度方向不同深度的含水率測量而提出一種圍護結構含水率的便攜式測試系統及其測試方法。

一種圍護結構含水率的便攜式測試系統，包括探頭、USB數據采集卡和計算機，其中：探頭連接USB數據采集卡，USB數據采集卡連接計算機，所述探頭包括高頻震蕩電路、驅動電纜屏蔽電路、微小電容測量電路、放大電路、壓力傳感器、壓力傳感器調理電路、模擬開關和極板，其中：壓力傳感器接收手部施加的壓力信號，壓力傳感器調理電路的輸入端和輸出端分別連接壓力傳感器的輸出端和USB數據采集卡的輸入端，模擬開關的輸入端和輸出端分別連接USB數據采集卡的輸出端和極板的輸入端，極板接收被測圍護結構的含水率信號，極板的輸出端連接驅動電纜屏蔽電路的輸入端，高頻震蕩電路和驅動電纜屏蔽電路的輸出端均連接微小電容測量電路的輸入端，放大電路的輸入端和輸出端分別連接微小電容測量電路的輸出端和USB數據采集卡的輸入端。

一種基于該圍護結構含水率便攜式測試系統的測試方法，包括如下步驟：

A.把探頭貼靠在被測圍護結構上，使極板接觸圍護結構，其中：極板是由在同一平面上并排分布的八片相同但排列間距不同的銅片組成，分別為第一銅片、第二銅片、第三銅片、第四銅片、第五銅片、第六銅片、第七銅片和第八銅片，手部施加在探頭上的壓力信號由壓力傳感器和壓力傳感器調理電路處理后經USB數據采集卡輸入到計算機，計算機根據設定的壓力門檻值來確定進入測試階段；

B.測量含水率信號，步驟如下：

a.第一層含水率信號測量，測量深度為10mm-12mm：計算機通過USB數據采集卡控制模擬開關分別選擇第一銅片、第三銅片、第五銅片和第七銅片為驅動電極以及第二銅片、第四銅片、第六銅片和第八銅片為感應電極，分別對應測量驅動電極和感應電極間的電場感應信號；

b.第二層含水率信號測量，測量深度為20mm-24mm：計算機通過USB數據采集卡控制模擬開關分別使第一銅片和第二銅片短接作為第一驅動電極、第三銅片和第四銅片短接作為第一感應電極、第五銅片和第六銅片短接作為第二驅動電極以及第七銅片和第八銅片短接作為第二感應電極，分別對應測量驅動電極和感應電極間的電場感應信號；

c.第三層含水率信號測量，測量深度為58mm-62mm：計算機通過USB數據采集卡控制模擬開關使第一銅片、第二銅片、第三銅片和第四銅片短接作為驅動電極；第五銅片、第六銅片、第七銅片和第八銅片短接作為感應電極，測量驅動電極和感應電極間的電場感應信號；