[发明专利]一种基于磁化效应的混凝土内钢筋埋深及直径测量方法

权利要求书

1.一种基于磁化效应的混凝土内钢筋埋深及直径测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：计算圆柱形永磁体空间磁场；

S2：计算钢筋磁化磁场；

S3：钢筋参数函数的拟合及反演。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁化效应的混凝土内钢筋埋深及直径测量方法，其特征在于：所述S1具体为：

对于底面半径为r₀、高为h且饱和剩磁为B_r的圆柱形永磁体，依据毕奥萨伐尔定律对其外部空间磁场进行计算；

在圆柱形永磁体的曲面上取大小为dz₀dθ的等效磁化电流节点，则整体曲面上的的闭合磁化电流对外部空间一点P(x,y,z)产生的磁感应强度B₁由节点电流的二重积分计算得到，并由x,y,z上的分量B_x,B_y,B_z表示空间磁场的分布情况，结果如式(1)所示：

圆柱形永磁体的磁场是有关其尺寸(r₀,h)、空间位置P(x,y,z)及剩磁强度B_r的函数，如式(2)所示：

B₁＝f(r₀,h,x,y,z,B_r) (2)。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁化效应的混凝土内钢筋埋深及直径测量方法，其特征在于：所述S2具体为：

钢筋因磁化产生的二次磁场如式(3)所示：

式中，M为铁磁物质磁极化强度，μ₀为真空磁导率，r为磁化区域到空间某点的矢径；式中的积分范围V′及S′与钢筋直径d成正相关关系，而矢径r与钢筋埋深l呈负相关关系，钢筋磁化磁场与钢筋直径、埋深相关；将钢筋产生的二次磁场与原磁场叠加得到，在钢筋存在的情况下，空间中任意一点处的磁感应强度，如式(4)所示：

B′＝B₁+B₂ (4)。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁化效应的混凝土内钢筋埋深及直径测量方法，其特征在于：所述S3具体为：

根据仿真参数化扫描进行计算，得到钢筋埋深及直径与检测值的数值关系；利用最小平方误差公式如式(5)所示：

式中，f(x)为多次拟合函数，Loss函数为误差计算函数，a₀～a_k为各次项系数，x_i为第i个检测值；对其求偏导并为0时拟合函数最优；拟合得到相对应的理论函数关系式B′＝ξ(d,l)，作为判定依据，将实际中利用磁测量元件测得的数据带入到拟合曲线的函数表达式中，求出混凝土内部钢筋对应直径及埋深。