[發(fā)明專(zhuān)利]一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距檢測(cè)的方法及其裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011512314.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112683207A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斌;李明智;劉秀成;楊碩;王鶴螢;何存富
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B17/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B17/02;G01B17/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距檢測(cè)的方法及其裝置，裝置包括上位機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制模塊、掃描機(jī)構(gòu)、信號(hào)激勵(lì)采集模塊、孤立波傳感器、信號(hào)處理模塊、結(jié)果顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、打印模塊；檢測(cè)方法為上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制模塊控制掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，掃描機(jī)構(gòu)帶動(dòng)孤立波傳感器移動(dòng)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不同位置，同時(shí)上位機(jī)通過(guò)信號(hào)激勵(lì)采集模塊控制孤立波傳感器激勵(lì)與采集孤立波檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理模塊、結(jié)果顯示模塊、存儲(chǔ)模塊以及打印模塊完成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中保護(hù)層厚度與鋼筋間距的檢測(cè)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅可以檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中是否存在鋼筋，還可以定量表征鋼筋的保護(hù)層厚度與間距，進(jìn)而防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距檢測(cè)的新方法及其裝置。該方法利用孤立波技術(shù)檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面剛度，提取孤立波信號(hào)的聲時(shí)參數(shù)，確定檢測(cè)區(qū)域是否存在鋼筋以及對(duì)鋼筋的保護(hù)層厚度和間距進(jìn)行定量表征。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑中主要的受力結(jié)構(gòu)，被廣泛的應(yīng)用于土木、水利與國(guó)防等國(guó)家重大工程中。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度較弱；而鋼筋具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，但抗壓能力較弱。只有兩者配合協(xié)同使用時(shí)，才可以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的抗拉與抗壓強(qiáng)度的需求。在建筑過(guò)程中，為追求較快工程進(jìn)度與較高經(jīng)濟(jì)效益，常常會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋缺失或保護(hù)層厚度與間距不符合施工要求等問(wèn)題。這些問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉壓強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)社會(huì)財(cái)產(chǎn)以及人身安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。因此，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的有無(wú)及保護(hù)層厚度與間距進(jìn)行檢測(cè)具有十分重要的意義。

目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的檢測(cè)主要采用超聲導(dǎo)波法、電磁感應(yīng)法、雷達(dá)法以及直接法等。超聲導(dǎo)波法不僅可以檢測(cè)鋼筋的保護(hù)層厚度與間距，還可以檢測(cè)鋼筋是否產(chǎn)生了銹蝕現(xiàn)象，但超聲導(dǎo)波法激勵(lì)信號(hào)能量弱，信號(hào)在混凝土結(jié)構(gòu)中衰減大，因此檢測(cè)深度有限。電磁感應(yīng)法與雷達(dá)法不適用于含有其他鐵磁性物質(zhì)(除鋼筋外)的混凝土，不能滿(mǎn)足不同測(cè)量情景下的需求。直接法屬于有損檢測(cè)方法，不能適用于在役檢測(cè)。

本發(fā)明公布的一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距檢測(cè)的新方法及其裝置，采用非線性孤立波技術(shù)對(duì)鋼筋進(jìn)行檢測(cè)，克服了激勵(lì)信號(hào)能量弱，且在混凝土結(jié)構(gòu)中衰減大等缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)不同情景下的檢測(cè)需求，屬于一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層厚度與間距的無(wú)損檢測(cè)新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距檢測(cè)的新方法及其裝置，目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)高效、便捷、準(zhǔn)確的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有無(wú)及其保護(hù)層厚度與間距的無(wú)損檢測(cè)新方法。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距的檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中是否存在鋼筋及其保護(hù)層厚度與間距，所述的裝置包括：上位機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制模塊、掃描機(jī)構(gòu)、信號(hào)激勵(lì)采集模塊、孤立波傳感器、信號(hào)處理模塊、結(jié)果顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、打印模塊；其中，孤立波傳感器與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)試樣接觸；信號(hào)激勵(lì)采集模塊用于激勵(lì)孤立波傳感器產(chǎn)生孤立波檢測(cè)信號(hào)，同時(shí)采集孤立波傳感器接收的孤立波檢測(cè)信號(hào)；掃描機(jī)構(gòu)帶動(dòng)孤立波傳感器在檢測(cè)試樣表面移動(dòng)；運(yùn)動(dòng)控制模塊控制掃描機(jī)構(gòu)掃描的步長(zhǎng)與掃描間隔，同時(shí)將掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)信息上傳到上位機(jī)；信號(hào)處理模塊用于計(jì)算孤立波檢測(cè)信號(hào)的聲時(shí)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)控制模塊上傳的掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)信息，繪制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果的C掃描圖像；結(jié)果顯示模塊可以顯示檢測(cè)結(jié)果的C掃描圖像，并且標(biāo)注出鋼筋的位置與埋深；存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)信號(hào)激勵(lì)采集模塊采集的孤立波檢測(cè)信號(hào)以及信號(hào)處理模塊處理后的檢測(cè)結(jié)果；打印模塊可以生成并且打印鋼筋混凝土結(jié)果中鋼筋分布的檢測(cè)報(bào)告；上位機(jī)用于控制上述各個(gè)模塊。

一種混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋間距的無(wú)損檢測(cè)方法，其原理為孤立波檢測(cè)信號(hào)的聲時(shí)參量隨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面剛度變化而變化；當(dāng)檢測(cè)區(qū)域下方的結(jié)構(gòu)中存在鋼筋，其表面剛度將變大，且鋼筋越靠近結(jié)構(gòu)表面，結(jié)構(gòu)的表面剛度越大；結(jié)構(gòu)表面剛度越大，孤立波檢測(cè)信號(hào)的聲時(shí)參量越小；通過(guò)提取聲時(shí)參量，對(duì)檢測(cè)區(qū)域是否存在鋼筋及其保護(hù)層厚度與間距進(jìn)行表征。