[發(fā)明專利]一種單端鋼筋長度測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810672244.2
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108845322A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊瑞新;皇甫江濤;齊本勝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01S15/10
• 分類號: G01S15/10;G01B17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種單端鋼筋長度測量裝置及方法。待測量鋼筋一端插入到混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)，超聲波探頭連接到待測量鋼筋暴露在外的一端，超聲波探頭經(jīng)時間測量模塊和單片機連接；脈沖信號源產(chǎn)生高斯脈沖信號，單片機控制壓控振蕩器產(chǎn)生載波信號，兩組經(jīng)過混頻器混頻后，形成一組不同載波頻率的高斯包絡(luò)脈沖信號發(fā)射到待測量鋼筋暴露在外的端面，反射接收到的測量信號經(jīng)時差測量芯片到單片機中計算獲得鋼筋長度。本發(fā)明測量可避免單頻或窄帶測量中超聲信號衰減較大的影響，可以不需調(diào)整測量電路直接得到最佳的測量頻率，具有測量效率高，成本低，結(jié)構(gòu)簡單的特點，可用于混凝土內(nèi)鋼筋長度測量等應(yīng)用場合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼筋長度測量，尤其涉及了一種基于超寬帶脈沖的、多頻率點的無損長度測量方裝置及其方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代建設(shè)工程中，鋼筋混凝土的使用非常普遍。鋼筋長度是根據(jù)水平載荷、彎矩等因素，按照有關(guān)規(guī)范確定的。由于埋設(shè)鋼筋在施工過程中屬于隱蔽工程，少數(shù)企業(yè)會偷減鋼筋長度以謀取不當利益，這會嚴重影響工程質(zhì)量，為建筑物埋下安全隱患。

目前常用的的混凝土內(nèi)鋼筋長度檢測方法是充電法和磁法，利用鋼筋和周圍物質(zhì)的電磁特性差異來測量鋼筋長度。這些方法需要在鋼筋的附近鉆孔，充電法需要在孔中放入電極，磁法需要在孔中放入磁性探頭。鉆孔會不可避免地對原有結(jié)構(gòu)造成損害。目前尚沒有無損測量混凝土內(nèi)鋼筋長度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種單端鋼筋長度測量裝置及方法，基于超寬帶脈沖具有多頻率點，能無損測量單端鋼筋長度。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一、一種單端鋼筋長度測量裝置：

裝置包括超聲波探頭、時間測量模塊和單片機；待測量鋼筋一端插入到混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)，超聲波探頭連接到待測量鋼筋暴露在外的一端，超聲波探頭經(jīng)時間測量模塊和單片機連接，單片機分別和電池、顯示屏、按鈕連接，電池同時連接到時間測量模塊。

所述的超聲波探頭端部設(shè)有孔，待測量鋼筋暴露在外的一端套裝固定在孔中，超聲波探頭包括一個超聲波信號發(fā)射探頭和一個超聲波信號接收探頭，超聲波信號發(fā)射探頭和一個超聲波信號接收探頭被固定在超聲波探頭內(nèi)處于孔底面并緊貼待測量鋼筋的端面。

所述的時間測量模塊包括壓控振蕩器、混頻器、脈沖信號源、功率放大器、小信號放大器和時差測量芯片；單片機經(jīng)壓控振蕩器和混頻器的一個輸入端連接，混頻器另一個輸入端和脈沖信號源連接，混頻器的輸出端經(jīng)功率放大器連接到超聲波信號發(fā)射探頭，混頻器的輸出端同時連接到時差測量芯片，超聲波信號接收探頭經(jīng)小信號放大器連接到時差測量芯片，單片機分別和小信號放大器使能端和時差測量芯片的start引腳連接，時差測量芯片輸出端和單片機連接。

本發(fā)明通過上述時間測量模塊的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠獲取到信號優(yōu)良的反射信號，進而用于計算獲得準確的鋼筋長度L。

所述的時差測量芯片采用可利用數(shù)字門電路延時特性測量時差的測量芯片。

所述的單片機、電池、顯示屏、按鈕和時間測量模塊均集成在同一手持儀表內(nèi)。

二、一種單端鋼筋長度測量方法：

采用上述所述裝置，然后：時間測量模塊中，脈沖信號源產(chǎn)生一組相同頻率的高斯脈沖信號發(fā)送到混頻器，一組高斯脈沖信號中具有多個相同頻率以固定時間間隔發(fā)出的信號；單片機控制壓控振蕩器產(chǎn)生一組不同頻率的載波信號發(fā)送到混頻器，一組載波信號中具有多個不同頻率以固定時間間隔發(fā)出的信號；經(jīng)過混頻器混頻后，形成一組不同載波頻率的高斯包絡(luò)脈沖信號；