[发明专利]一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的电路装置及其探测方法

说明书

本发明公开了一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的电路装置及探测方法：包括参考信号源，与参考信号源电连接的发射电路、本振电路和多通道同步采样模数转换器，发射电路与宽带功率放大器电连接，宽带功率放大器则与电小天线阵列电连接。本发明的有益效果是：采用预埋式电小天线阵列，不破坏原有建筑钢管混凝土柱的结构，可对钢管混凝土柱内部孔洞缺陷进行无损实时探测，不影响建筑物的质量及力学性能。

技术领域

本发明属于土木建筑无损检测领域，特别涉及该领域中的一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的电路装置及其探测方法。

背景技术

我国超高层建筑正在大量兴建。具有强度高、塑形变形大、抗震性能好、施工快等优点的钢管混凝土柱作为超高层建筑的主要承重体系得到广泛应用。由于钢管混凝土柱是由两种截然不同的材料组合在一起，在实际施工过程中向钢管内灌注混凝土而成，这无法保证钢管内部完全均匀充实而无缺陷。为保证建筑结构力学性能，不能对钢管柱进行破坏性探查。如何准确无损探测钢管混凝土柱的缺陷，一直是建筑行业施工中亟待解决的技术“痛点”。

目前钢管混凝土柱缺陷探测技术均存在一定的弊端。国内外钢管混凝土柱检测方法主要有：超声透射法、红外热成像技术、工程地质雷达等。超声透射法受混凝土含水量影响大，当混凝土柱中含水量较大时，声波无法传播穿透钢管混凝土柱。红外热成像技术实际检测操作中存在红外辐射衰减、周围环境的干扰以及热量不均匀等问题。工程地质检测雷达探测技术的脉冲能量无法穿透金属钢管，探测不到钢管内部混凝土柱的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的电路装置及其探测方法。

本发明采用如下技术方案：

一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的电路装置，其改进之处在于：包括参考信号源，与参考信号源电连接的发射电路、本振电路和多通道同步采样模数转换器，发射电路与宽带功率放大器电连接，宽带功率放大器则与电小天线阵列电连接，电小天线阵列的通道数量为八个以上，且每一通道均通过一个低噪声放大器与一个混频器电连接，每个混频器则分别与本振电路的一个信号输出端口及一个数控滤波放大器电连接，各数控滤波放大器均与同一个多通道同步采样模数转换器电连接，该多通道同步采样模数转换器与中央处理器电连接，中央处理器则通过辅助监测模块与宽带功率放大器电连接。

一种无损实时探测钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的方法，使用上述的电路装置，其改进之处在于：发射电路在中央处理单元的控制下，将参考信号源产生的参考信号进行处理，分时输出一定频率的信号送至宽带功率放大器进行放大后，馈入电小天线阵列发射出去；电磁波信号经混凝土介质传播后，由电小天线阵列进行八个以上通道同步接收，同步接收后由低噪声放大器组进行放大，放大后的信号和本振电路产生的信号由混频器组一一对应的进行下混频处理，得到多路同步的低频4KHz信号，数控滤波放大器组对低频4KHz信号进行滤波放大处理后，送至多通道同步采样模数转换器进行数字化处理，得到多路同步的数字信号，送至中央处理单元进行求解运算，得出多路同步信号中每一路信号的相位和幅度，最终通过计算分析可得到钢管混凝土柱内部孔洞缺陷的尺寸及位置信息，在该系统装置工作的过程中，辅助监测模块一直对宽带功率放大器工作状态进行监测，将其工作状态信息实时反馈给中央处理单元，保证该系统装置工作在正常状态。

进一步的，分时输出的频率包括但不限于100MHz、200MHz和400MHz。

进一步的，混频器组一一对应的频率为100MHz对应99.996MHz；200MHz对应199.996MHz；400MHz对应399.996MHz。

本发明的有益效果是：

（1）采用预埋式电小天线阵列，不破坏原有建筑钢管混凝土柱的结构，可对钢管混凝土柱内部孔洞缺陷进行无损实时探测，不影响建筑物的质量及力学性能。