[发明专利]一种钢筋混凝土结构无损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土结构检测装置，特别涉及一种基于电磁感应原理对钢筋混凝土结构进行整体无损检测的装置。

背景技术

钢筋混凝土结构广泛应用于民用、工业和国防等基础设施中，是当今用途最广的建筑结构类型。然而，由于设计、施工、使用和灾害等原因，容易产生各种性能和耐久性等方面缺陷。根据以预防为主的思想，钢筋混凝土结构应在丧失工作性能前进行实时监测，以免造成重大的工程事故和人员伤亡。无损检测具有非破坏性、不影响工程使用、实时性和快速等优点，广泛应用于工程结构性能检测中，常规的无损检测方法主要为目测、回弹法、钻孔取芯、超声法、冲击回波法和超声波CT法等。但这些方法亦存在一定的局限性，如回弹法检测的结果侧重于表层混凝土的强度性能，不能衡量钢筋混凝土内部的损伤且测试结果误差高达15-20％；超声回弹综合法亦主要表征表层混凝土的性能，亦不能充分表征结构内部损伤情况；超声波CT法则要求操作人员具有很好的工作经验且设备贵重，其测试仅能得到某些测线上的数据而非全断面信息。综合分析上述的各种无损检测方法可知，所测结果多反映混凝土表面或一定深度内的信息(如致密度、强度与蜂窝等)，且侧重于单一层面，并不能完全表征整个钢筋混凝土结构的内部信息，如钢筋的屈曲、断裂及其与混凝土的界面结合等情况。鉴于上述各种无损检测方法的不足，有必要开发一种能实时表征钢筋混凝土结构损伤前后的整体性能变化的检测方法。

发明内容

为了弥补现有钢筋混凝土结构无损检测方法的欠缺，本发明提供了一种钢筋混凝土结构无损检测装置。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种钢筋混凝土结构无损检测装置，包括变频电源、宽线板、电流电压测定仪和导线，宽线板是由工作芯线、感应芯线、集线端头和绝缘胶皮制成，变频电源通过导线连接宽线板上的工作芯线，电流电压测定仪采用导线与宽线板上的感应芯线相连。通过检测感应芯线内的感应电流或电动势变化，即可实现钢筋混凝土结构实时无损检测。本发明基于电磁感应原理(电磁互感)，尤其适用于测定钢筋混凝土结构中的长细构件，如柱、桥墩和梁等。众所周知，对于通以相同交流电的螺线圈，其所环绕物质的磁通量和相对磁导率等因物质不同而异；交变的电磁场亦能以感应电动势或电流的形式予以表征。本发明先利用工作芯线产生交变电磁场，进而采用感应芯线来描述不同状况下感应电动势或电流，其值的差异即可表征结构整体的变化状况。实施时将工作芯线与感应芯线螺旋状围绕于钢筋混凝土结构上，接通变频电源，通过检测感应芯线的感应电流或电动势变化，即可实现钢筋混凝土结构整体的实时检测。本发明通过调整变频电源所提供电流的频率和强弱，工作芯线内的交流电会产生交变电磁场，钢筋混凝土结构损伤前后的微观结构差异会引起其磁通量和相对磁导率等变化，这种变化能以感应芯线内产生的感应电流或电动势的差异予以表征，从而实现钢筋混凝土结构损伤的实时检测。本发明可对钢筋混凝土结构损伤前后的整体性能(如混凝土开裂及其与钢筋剥离等)进行表征，克服了传统无损检测方法侧重于单一层面的缺点，具有操作简单、性价比高和实时性好等优点，为钢筋混凝土结构的无损检测提供了新途径。

本发明还在于所述的变频电源可为配电变压器或中频发电机，其作用是根据工程需求提供相应频率和强弱的交流电，它是整个装置的供电系统，其所提供的交流电应以保证不损伤结构为前提，对于同一构件损伤前后所用交流电参数应保持一致。

本发明还在于所述的工作芯线为单束或多束的铜或铝类的良导电丝或线和纤维，工作芯线两端分别固定于集线端头上，工作芯线为单层或多层形式间隔排列于宽线板内，用于产生交变电磁场；此外，还应具有一定柔韧性以便在实施时螺旋状围绕钢筋混凝土结构上。

本发明还在于所述的感应芯线由单束或多束的良导电性材料绞合而成，感应芯线两端分别固定于集线端头上，以产生感应电动势或电流。

本发明还在于所述的绝缘胶皮为橡胶、硅胶和聚丙烯酸酯类的良绝缘材料制成，具有一定柔韧性，用于将工作芯线、感应芯线和集线端头集成一定厚度的胶板带，起保护、集束和绝缘的作用。

本发明还在于所述的电流电压测定仪是精度较高的多功能电流电压测定仪表，用于测定感应芯线产生的感应电动势或电流，用来表征钢筋混凝土结构损伤前后的整体性能。

本发明还在于绝缘胶皮为橡胶、硅胶和聚丙烯酸酯类的良绝缘材料制成，具有一定柔韧性，用于将工作芯线、感应芯线和集线端头集成一定厚度的胶板带，起保护、集束和绝缘的作用。

本发明还在于所述的集线端头为绝缘材料制成，与工作芯线和感应芯线连接并被绝缘胶皮包覆，起集线和固定工作芯线、感应芯线作用。