[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110249766.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113155004A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周振杰;李紹輝;曹玉芬;韓鴻勝;李妍;趙禹晴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01B7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B7/02;G01R33/00;G01R33/04;E02D33/00
• 代理公司: 天津才智專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

1.一種鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置包括筆記本電腦(10)、高精度磁通門(mén)計(jì)主機(jī)(20)、直流恒流源組(30)、機(jī)柜(40)、圓柱形五層磁屏蔽筒(50)、支撐平臺(tái)(60)、三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)、旋轉(zhuǎn)角度盤(pán)(80)和高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)；其中，直流恒流源組(30)與高精度磁通門(mén)計(jì)主機(jī)(20)置于機(jī)柜(40)內(nèi)，并且均與筆記本電腦(10)電連接；圓柱形五層磁屏蔽筒(50)置于支撐平臺(tái)(60)之上；三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)置于圓柱形五層磁屏蔽筒(50)內(nèi)且與直流恒流源組(30)電連接；旋轉(zhuǎn)角度盤(pán)(80)固定在三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)中間；高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)固定在三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)中且與高精度磁通門(mén)主機(jī)(20)電連接；與被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀主機(jī)(110)連接的被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)固定在旋轉(zhuǎn)角度盤(pán)(80)中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的圓柱形五層屏蔽筒(50)由從外至內(nèi)的第一層屏蔽體(501)、第二層屏蔽體(502)、第三層屏蔽體(503)、第四層屏蔽體(504)和第五層屏蔽體(505)構(gòu)成；其中第一層屏蔽體(501)和第五層屏蔽體(505)采用鋁材制成，第二層屏蔽體(502)、第三層屏蔽體(503)和第四層屏蔽體(504)采用高導(dǎo)磁坡莫合金制成，內(nèi)腔均勻區(qū)直徑≥350mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)包括三維線(xiàn)圈繞組(701)和支座(702)；三維線(xiàn)圈繞組(701)由環(huán)形的X方向線(xiàn)圈(7011)、Y方向線(xiàn)圈(7012)和Z方向線(xiàn)圈(7013)構(gòu)成，最大直徑430mm，磁場(chǎng)均勻區(qū)大于100mm×100mm×100mm；支座(702)采用工業(yè)級(jí)亞克力材料制成，固定在三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)的磁場(chǎng)均勻區(qū)內(nèi)；角度轉(zhuǎn)盤(pán)(80)固定在支座(702)上；被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)固定在旋轉(zhuǎn)角度盤(pán)(80)中，并且其測(cè)量點(diǎn)處于三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)的磁場(chǎng)均勻區(qū)內(nèi)；高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)安裝在支座(702)內(nèi)的開(kāi)口槽中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置，其特征在于：所述的被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量范圍為±200000nT，直徑范圍10mm-50mm，分辨力優(yōu)于10nT，轉(zhuǎn)向差優(yōu)于300nT，最大允許誤差±150nT。

5.一種利用權(quán)利要求1所述的鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置對(duì)鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)的方法，其特征在于：所述的方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

步驟1：將鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置上各部件依次連接，調(diào)節(jié)并固定高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)和被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)，使其測(cè)量點(diǎn)處于三維亥姆霍茲線(xiàn)圈(70)的磁場(chǎng)均勻區(qū)內(nèi)，高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)的XYZ測(cè)量軸分別與三維線(xiàn)圈繞組(701)的xyz方向一一對(duì)應(yīng)，被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)與X方向線(xiàn)圈(7011)平行；

步驟2：將鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀磁參量校準(zhǔn)裝置通電預(yù)熱，串口初始化，由筆記本電腦(10)采集圓柱形五層磁屏蔽筒(50)內(nèi)三維線(xiàn)圈繞組(701)的x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度，記錄圓柱形五層屏蔽筒(50)內(nèi)的本底磁場(chǎng)強(qiáng)度；

步驟3：利用筆記本電腦(10)將x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)整為0nT，通過(guò)調(diào)節(jié)直流恒流源組(30)電流大小給x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度施加一個(gè)反方向磁場(chǎng)，使被檢鋼筋籠長(zhǎng)度磁法檢測(cè)儀探頭(100)處于零磁場(chǎng)強(qiáng)度狀態(tài)；

步驟4:通過(guò)筆記本電腦(10)調(diào)節(jié)直流恒流源組(30)的電流使三維線(xiàn)圈繞組(701)的x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度顯示為-100000nT，記錄被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)顯示的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值，然后改變電流方向使x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度顯示為+100000nT，再次記錄被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)顯示的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值，被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)兩次示值區(qū)間即為被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀探頭(100)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量范圍；

步驟5:通過(guò)筆記本電腦(10)調(diào)節(jié)直流恒流源組(30)的電流使三維線(xiàn)圈繞組(701)的x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度以5nT的梯度步進(jìn)變化，當(dāng)被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)顯示的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值發(fā)生改變時(shí)，三維線(xiàn)圈繞組(701)的x方向磁場(chǎng)強(qiáng)度總變化量即為被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)的磁場(chǎng)強(qiáng)度分辨力；

步驟6:根據(jù)被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀探頭(100)的磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量范圍，在測(cè)量范圍內(nèi)均勻選取包含零點(diǎn)和滿(mǎn)量程點(diǎn)在內(nèi)的不少于7個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)；通過(guò)筆記本電腦(10)調(diào)節(jié)直流恒流源組(30)的電流，使三維線(xiàn)圈繞組(701)的x方向產(chǎn)生各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)相應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度由高精度磁通門(mén)計(jì)探頭(90)采集并由高精度磁通門(mén)計(jì)主機(jī)(20)顯示，記錄被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值；

步驟7：按公式(1)計(jì)算被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀探頭(100)的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值誤差，取各校準(zhǔn)點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值誤差絕對(duì)值最大值為被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀探頭(100)磁場(chǎng)強(qiáng)度示值誤差的校準(zhǔn)結(jié)果；

式中：

η——各校準(zhǔn)點(diǎn)被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀探頭(100)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值誤差；

B_i——各校準(zhǔn)點(diǎn)被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)(110)測(cè)得的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值，nT；

B_i0——各校準(zhǔn)點(diǎn)三維線(xiàn)圈繞組(701)的X方向產(chǎn)生的相應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，nT；

B_FS——被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量范圍，nT；

步驟8:選取某一校準(zhǔn)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度盤(pán)(80)一周，分別記錄被檢鋼筋籠磁法長(zhǎng)度檢測(cè)儀主機(jī)110在90°、180°、270°和360°的磁場(chǎng)強(qiáng)度示值，取最大值減最小值之差作為磁場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)向差的校準(zhǔn)結(jié)果。