[发明专利]一种钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置及方法

权利要求书

1.一种钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置，其特征在于：所述的钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置包括笔记本电脑(10)、高精度磁通门计主机(20)、直流恒流源组(30)、机柜(40)、圆柱形五层磁屏蔽筒(50)、支撑平台(60)、三维亥姆霍兹线圈(70)、旋转角度盘(80)和高精度磁通门计探头(90)；其中，直流恒流源组(30)与高精度磁通门计主机(20)置于机柜(40)内，并且均与笔记本电脑(10)电连接；圆柱形五层磁屏蔽筒(50)置于支撑平台(60)之上；三维亥姆霍兹线圈(70)置于圆柱形五层磁屏蔽筒(50)内且与直流恒流源组(30)电连接；旋转角度盘(80)固定在三维亥姆霍兹线圈(70)中间；高精度磁通门计探头(90)固定在三维亥姆霍兹线圈(70)中且与高精度磁通门主机(20)电连接；与被检钢筋笼长度磁法检测仪主机(110)连接的被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)固定在旋转角度盘(80)中。

2.根据权利要求1所述的钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置，其特征在于：所述的圆柱形五层屏蔽筒(50)由从外至内的第一层屏蔽体(501)、第二层屏蔽体(502)、第三层屏蔽体(503)、第四层屏蔽体(504)和第五层屏蔽体(505)构成；其中第一层屏蔽体(501)和第五层屏蔽体(505)采用铝材制成，第二层屏蔽体(502)、第三层屏蔽体(503)和第四层屏蔽体(504)采用高导磁坡莫合金制成，内腔均匀区直径≥350mm。

3.根据权利要求1所述的钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置，其特征在于：所述的三维亥姆霍兹线圈(70)包括三维线圈绕组(701)和支座(702)；三维线圈绕组(701)由环形的X方向线圈(7011)、Y方向线圈(7012)和Z方向线圈(7013)构成，最大直径430mm，磁场均匀区大于100mm×100mm×100mm；支座(702)采用工业级亚克力材料制成，固定在三维亥姆霍兹线圈(70)的磁场均匀区内；角度转盘(80)固定在支座(702)上；被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)固定在旋转角度盘(80)中，并且其测量点处于三维亥姆霍兹线圈(70)的磁场均匀区内；高精度磁通门计探头(90)安装在支座(702)内的开口槽中。

4.根据权利要求1所述的钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置，其特征在于：所述的被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)的磁场强度测量范围为±200000nT，直径范围10mm-50mm，分辨力优于10nT，转向差优于300nT，最大允许误差±150nT。

5.一种利用权利要求1所述的钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置对钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准的方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1：将钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置上各部件依次连接，调节并固定高精度磁通门计探头(90)和被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)，使其测量点处于三维亥姆霍兹线圈(70)的磁场均匀区内，高精度磁通门计探头(90)的XYZ测量轴分别与三维线圈绕组(701)的xyz方向一一对应，被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)与X方向线圈(7011)平行；

步骤2：将钢筋笼长度磁法检测仪磁参量校准装置通电预热，串口初始化，由笔记本电脑(10)采集圆柱形五层磁屏蔽筒(50)内三维线圈绕组(701)的x方向磁场强度，记录圆柱形五层屏蔽筒(50)内的本底磁场强度；

步骤3：利用笔记本电脑(10)将x方向磁场强度调整为0nT，通过调节直流恒流源组(30)电流大小给x方向磁场强度施加一个反方向磁场，使被检钢筋笼长度磁法检测仪探头(100)处于零磁场强度状态；

步骤4:通过笔记本电脑(10)调节直流恒流源组(30)的电流使三维线圈绕组(701)的x方向磁场强度显示为-100000nT，记录被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)显示的磁场强度示值，然后改变电流方向使x方向磁场强度显示为+100000nT，再次记录被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)显示的磁场强度示值，被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)两次示值区间即为被检钢筋笼磁法长度检测仪探头(100)的磁场强度测量范围；

步骤5:通过笔记本电脑(10)调节直流恒流源组(30)的电流使三维线圈绕组(701)的x方向磁场强度以5nT的梯度步进变化，当被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)显示的磁场强度示值发生改变时，三维线圈绕组(701)的x方向磁场强度总变化量即为被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)的磁场强度分辨力；

步骤6:根据被检钢筋笼磁法长度检测仪探头(100)的磁场强度测量范围，在测量范围内均匀选取包含零点和满量程点在内的不少于7个校准点；通过笔记本电脑(10)调节直流恒流源组(30)的电流，使三维线圈绕组(701)的x方向产生各个校准点相应的磁场强度，磁场强度由高精度磁通门计探头(90)采集并由高精度磁通门计主机(20)显示，记录被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)测得的磁场强度示值；

步骤7：按公式(1)计算被检钢筋笼磁法长度检测仪探头(100)的磁场强度示值误差，取各校准点的磁场强度示值误差绝对值最大值为被检钢筋笼磁法长度检测仪探头(100)磁场强度示值误差的校准结果；

式中：

η——各校准点被检钢筋笼磁法长度检测仪探头(100)测得的磁场强度示值误差；

B_i——各校准点被检钢筋笼磁法长度检测仪主机(110)测得的磁场强度示值，nT；

B_i0——各校准点三维线圈绕组(701)的X方向产生的相应磁场强度，nT；

B_FS——被检钢筋笼磁法长度检测仪磁场强度测量范围，nT；

步骤8:选取某一校准点，转动旋转角度盘(80)一周，分别记录被检钢筋笼磁法长度检测仪主机110在90°、180°、270°和360°的磁场强度示值，取最大值减最小值之差作为磁场强度转向差的校准结果。