[發明專利]一種基于磁場強度變化的水泥桿內主筋位置判斷方法

有效

• 申請號: 202110390651.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113108680B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 駱宗義;于津;余忠東;丁雙松;鮑翔;池映晨;錢子淵;曹睿;葉華睿;鄧博文
• 申請（專利權）人: 浙江捷安工程有限公司;國網浙江省電力有限公司蘭溪市供電公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于磁場強度變化的水泥桿內主筋位置判斷方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：磁場強度的檢測；

S2：主筋中心位置的判斷；

S3：主筋偏轉角度的判斷與測量；

S4：主筋保護層厚度的分析；

所述S1具體為：

采用立方體永磁體構成空間激發磁場，并在立方體永磁體四個角正下方放置霍爾元件構成磁場強度檢測陣列；立方體產生的空間磁場關于豎直方向中心軸對稱，霍爾元件所處位置磁場強度相同，在沒有鋼筋的情況下檢測到的值保持一致；當有鋼筋出現在空間磁場中時，根據磁化特性改變霍爾元件所處位置的磁場強度，分析磁場強度檢測陣列采集到的磁場強度變化特征，進行電力水泥桿內主筋位置的判斷；

無鋼筋時霍爾元件檢測陣列所處位置磁場強度相同，當主筋磁化效應對空間磁場產生影響時，分析檢測到的磁場強度變化情況得到不同的主筋位置信息；

所述S2具體為：

主筋中心位置定義為主筋處于檢測陣列中心正下方時的位置；根據磁感應測量原理，當主筋正好經過傳感器中心位置時，處于對角的兩組霍爾元件理論上處于相同的磁場強度B下，得到兩組相同的檢測值a₁＝a₃,a₂＝a₄，其中a₁、a₃為第一組對角檢測值，a₂、a₄為第二組對角檢測值；

令Y₁＝a₁+a₂,Y₂＝a₃+a₄，平行水泥桿表面移動傳感器，當Y₁＝Y₂時判斷主筋處于檢測陣列中心正下方，確定主筋的中心位置；

主筋的偏離和偏轉對不同位置的空間磁場強度影響不同，根據分組計算霍爾元件檢測得到的磁場強度值，來確定鋼主筋的中心位置，主筋的偏轉方向及角度；

所述S3具體為：

令中心位置為原點O，與主筋走向相一致的方向為y軸建立空間直角坐標系；

當主筋處于霍爾元件正下方并發生x方向偏轉時，令偏轉角為θx；靠近主筋的一組對角霍爾元件a₂、a₄所處位置磁場強度明顯強于遠離主筋的一組對角霍爾元件a₁、a₃所處位置的磁場強度；Y₃ Y₃＝a₁+a₃,Y₄＝a₂+a₄，Y₃Y₄,θx0°，沿z軸逆時針旋轉傳感器，直到Y₃＝Y₄，判斷傳感器偏離程度與主筋偏離程度相一致，記錄下此時傳感器的偏離角度，確定水泥桿內主筋在x方向上的偏離角度大小；記錄此時傳感器旋轉角度即為主筋X方向上的偏轉角度；

令Y₅＝a₁+a₄,Y₆＝a₂+a₃，比較Y₅和Y₆的大小判斷主筋是否存在z方向的偏轉；

當檢測到主筋存在z方向的偏轉時，令偏轉角為θz；沿x軸旋轉傳感器，當Y₅＝Y₆時θz＝0°，記錄此時傳感器旋轉角度即為主筋z方向上的偏轉角度；

不同方向上的偏轉對不同位置的磁場強度影響不同，根據分組計算霍爾元件檢測得到的磁場強度值，判斷主筋的偏轉方向及角度，解決無法確定主筋走向的問題；

所述S4具體為：

當主筋處于磁陣列檢測中心，且與檢測陣列平面平行，得到a₁＝a₂＝a₃＝a₄；此時通過ad采樣將采集到的a₁、a₂、a₃和a₄進行累加；

假設S＝a₁+a₂+a₃+a₄，時S的值只與主筋保護層L有關，S＝f(L)，在完成主筋定位的前提下改變主筋保護層厚度L，根據檢測得到的S建立S-L數據庫，通過支持向量機回歸SVR模型進行數據分析，得到S與保護層厚度L之間的關系；

通過檢測建立保護層厚度與檢測值之間的S-L數據庫，利用支持向量機回歸SVR模型進行數據訓練，再利用訓練好的模型進行數據分析得到準確的保護層厚度值。