[發明專利]一種基于TMR陣列的水泥蓋板內鋼筋腐蝕檢測方法

在審

• 申請號: 202210100652.7
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114460166A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 孫天賜;劉子彬;張占龍;余坦松;裘科成
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01R33/09;G06F30/13;G06T17/00;G06F111/10
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.一種基于隧道磁敏電阻TMR陣列的水泥蓋板內鋼筋腐蝕檢測方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

S1：建立水泥蓋板仿真模型；

S2：鋼筋腐蝕的電磁特性分析；

S3：計算及判斷水泥蓋板內鋼筋腐蝕程度。

2.根據權利要求1所述的一種基于TMR陣列的水泥蓋板內鋼筋腐蝕檢測方法，其特征在于：所述S1具體為：

對水泥蓋板的一個單元網格進行建模仿真；仿真模型水泥蓋板厚度為30mm，主筋直徑為12mm，長為200mm，每兩根主筋之間距離為60mm，箍筋直徑為3mm，長度為80mm，垂直于主筋排列；鋼筋外的長方體為混凝土，鋼筋的相對磁導率選為4000；

選用圓形多匝線圈作為磁場激勵源，產生恒定磁場；線圈匝數為1000，通以電流為1A的激勵信號；測量點選在水泥蓋板表面，離鋼筋中心15mm處；線圈在距離測量平面20mm的高度處施加激勵；采用COMSOL建立的三維仿真物理模型。

3.根據權利要求1所述的一種基于TMR陣列的水泥蓋板內鋼筋腐蝕檢測方法，其特征在于：所述S2具體為：

重量損失率表現為平均橫截面積的損失，將腐蝕橫截面積為0.9倍原鋼筋橫截面積，腐蝕長度為a的鋼筋所表現出的電磁特性作為需要更換的電磁特性；當檢測在某處所測得的積分值I小于腐蝕鋼筋的積分值時，范圍內的重量損失率超過10％，則認為需要對鋼筋進行更換。

4.根據權利要求1所述的一種基于TMR陣列的水泥蓋板內鋼筋腐蝕檢測方法，其特征在于：所述S3具體為：

根據TMR陣列的檢測值利用插值方法擬合曲面，并利用曲面的積分值判斷鋼筋的腐蝕程度；TMR陣列測得25個點磁感應強度，利用插值方式構造曲面；雙三次插值算法利用附近的16個已知的數據點的值來估算待測點的值；由于鋼筋的腐蝕，測量點處的磁感應強度呈現出不同程度的減小；并由此提出根據曲面積分值判斷腐蝕情況的方法；

設插值點坐標(x_i,y_j)，1≤i，j≤n，插值所得到的函數值為f(x_i，y_j)；Δs是所對應面積元的面積，積分值為：

為每個小面積元對應的曲頂柱體體積之和，其中，設插值點坐標(x_i,y_j)(1≤i,j≤n)，插值所得到的函數值為f(x_i，y_j)。Δs是所對應面積元的面積。

在本仿真模型條件下，未腐蝕鋼筋積分值為143.4015，腐蝕鋼筋的積分值為141.3025，在實際檢測中若測得積分值低于此，則認為鋼筋需要更換。