[发明专利]一种混凝土保护层厚度与钢筋间距检测的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种混凝土保护层厚度与钢筋间距检测的方法及其装置，装置包括上位机、运动控制模块、扫描机构、信号激励采集模块、孤立波传感器、信号处理模块、结果显示模块、存储模块、打印模块；检测方法为上位机通过运动控制模块控制扫描机构运动，扫描机构带动孤立波传感器移动到钢筋混凝土结构的不同位置，同时上位机通过信号激励采集模块控制孤立波传感器激励与采集孤立波检测信号，通过信号处理模块、结果显示模块、存储模块以及打印模块完成钢筋混凝土结构中保护层厚度与钢筋间距的检测。本发明结构简单，不仅可以检测钢筋混凝土结构中是否存在钢筋，还可以定量表征钢筋的保护层厚度与间距，进而防止钢筋混凝土结构出现相应的质量问题。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种混凝土保护层厚度与钢筋间距检测的新方法及其装置。该方法利用孤立波技术检测钢筋混凝土结构的表面刚度，提取孤立波信号的声时参数，确定检测区域是否存在钢筋以及对钢筋的保护层厚度和间距进行定量表征。

背景技术

长期以来，钢筋混凝土结构作为现代建筑中主要的受力结构，被广泛的应用于土木、水利与国防等国家重大工程中。钢筋混凝土结构中，混凝土具有较强的抗压强度，但抗拉强度较弱；而钢筋具有较强的抗拉强度，但抗压能力较弱。只有两者配合协同使用时，才可以满足结构的抗拉与抗压强度的需求。在建筑过程中，为追求较快工程进度与较高经济效益，常常会导致钢筋混凝土结构中钢筋缺失或保护层厚度与间距不符合施工要求等问题。这些问题会严重影响钢筋混凝土结构的抗拉压强度，进而对社会财产以及人身安全构成严重的威胁。因此，对钢筋混凝土结构中钢筋的有无及保护层厚度与间距进行检测具有十分重要的意义。

目前，钢筋混凝土结构中钢筋的检测主要采用超声导波法、电磁感应法、雷达法以及直接法等。超声导波法不仅可以检测钢筋的保护层厚度与间距，还可以检测钢筋是否产生了锈蚀现象，但超声导波法激励信号能量弱，信号在混凝土结构中衰减大，因此检测深度有限。电磁感应法与雷达法不适用于含有其他铁磁性物质(除钢筋外)的混凝土，不能满足不同测量情景下的需求。直接法属于有损检测方法，不能适用于在役检测。

本发明公布的一种混凝土保护层厚度与钢筋间距检测的新方法及其装置，采用非线性孤立波技术对钢筋进行检测，克服了激励信号能量弱，且在混凝土结构中衰减大等缺点，可以实现不同情景下的检测需求，属于一种钢筋混凝土结构中钢筋保护层厚度与间距的无损检测新方法。

发明内容

本发明是一种混凝土保护层厚度与钢筋间距检测的新方法及其装置，目的在于提供一种可实现高效、便捷、准确的钢筋混凝土结构中钢筋有无及其保护层厚度与间距的无损检测新方法。为实现上述的发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种混凝土保护层厚度与钢筋间距的检测装置，其用于检测钢筋混凝土结构中是否存在钢筋及其保护层厚度与间距，所述的装置包括：上位机、运动控制模块、扫描机构、信号激励采集模块、孤立波传感器、信号处理模块、结果显示模块、存储模块、打印模块；其中，孤立波传感器与钢筋混凝土结构检测试样接触；信号激励采集模块用于激励孤立波传感器产生孤立波检测信号，同时采集孤立波传感器接收的孤立波检测信号；扫描机构带动孤立波传感器在检测试样表面移动；运动控制模块控制扫描机构扫描的步长与扫描间隔，同时将扫描机构运动信息上传到上位机；信号处理模块用于计算孤立波检测信号的声时，结合运动控制模块上传的扫描机构运动信息，绘制钢筋混凝土结构检测结果的C扫描图像；结果显示模块可以显示检测结果的C扫描图像，并且标注出钢筋的位置与埋深；存储模块存储信号激励采集模块采集的孤立波检测信号以及信号处理模块处理后的检测结果；打印模块可以生成并且打印钢筋混凝土结果中钢筋分布的检测报告；上位机用于控制上述各个模块。

一种混凝土保护层厚度与钢筋间距的无损检测方法，其原理为孤立波检测信号的声时参量随钢筋混凝土结构的表面刚度变化而变化；当检测区域下方的结构中存在钢筋，其表面刚度将变大，且钢筋越靠近结构表面，结构的表面刚度越大；结构表面刚度越大，孤立波检测信号的声时参量越小；通过提取声时参量，对检测区域是否存在钢筋及其保护层厚度与间距进行表征。