一种钢筋混凝土锈蚀检测方法、检测装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢筋混凝土锈蚀检测方法、检测装置及使用方法，该检测方法采用具有初级线圈和次级线圈的传感器，并使得传感器工作于磁耦合谐振状态，利用工作于磁耦合谐振状态下的传感器分别对基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土进行扫描，并分别得到传感器在对基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土检测时的次级线圈上的电压数据，通过将传感器对基准钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据和所述传感器对待测钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据进行比较以实现对待测钢筋混凝土锈蚀情况的检测。本方案的检测方法测量方便，检测精度高且应用成本低。检测精度高且应用成本低。检测精度高且应用成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋混凝土锈蚀检测方法、检测装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及土木工程结构监测
，具体涉及一种钢筋混凝土锈蚀检测方法、检测装置及使用方法。

技术介绍

[0002]钢筋混凝土结构能充分运用钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，具有经济安全的优点，因此常常作为桥梁的承重结构。随着我国及世界交通基础设施建设的快速发展，桥梁尤其是钢筋混凝土结构桥梁的耐久性问题日益突出，其中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最主要因素；钢筋的锈蚀会导致钢筋混凝土构件承载力下降和延性的降低，从而影响整个结构的安全性和耐久性，严重的锈蚀甚至会导致结构的破坏。因此，加强钢筋混凝土桥梁在耐久性方面的研究，在钢筋锈蚀的初期发现问题，从而对钢筋混凝土桥梁的承载力做出有效的评估，采取适用、经济、环保、安全的加固维修措施，将会给国家带来巨大的经济效益，具有举足轻重的作用和社会意义。
[0003]RC(钢筋混泥土)梁内的钢筋锈蚀损伤属于隐蔽性病害，在对其进行检测时，为保证混凝土保护层不被破坏，一般均采用无损检测方法。钢筋锈蚀的无损检测方法主要有电化学法、物理法和分析法等。分析法检测根据建立的数学模型和实际检测中精确测得的数据得出钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀的准确情况，这种方法的关键在于模型参数赋值的合理性和考虑影响因素的全面性。电化学方法能够反映钢筋锈蚀的本质，具有测试速度快、灵敏度高、可连续跟踪和原位测量等优点，但半电池电位法仅能定性的判断钢筋腐蚀的腐蚀概率。线性极化法根据Stern
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Geary公式和钢筋的极化电阻值计算钢筋的腐蚀电流，进而计算腐蚀速率，其缺点是对仪器的精度要求较高。电磁脉冲涡流检测技术由电磁场理论发展而来，其原理是测量待测构件的电磁耦合参数随时间的变化来知晓其损伤情况，此方法提离效应对检测结果影响比较大。红外热成像法的原理是通过分析钢筋锈蚀区域与健康区域间的温度信号来对混凝土内部钢筋锈蚀情况进行判定，但其检测深度较浅且无法准确定量化。
[0004]综上所述，目前用于钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀无损检测的方法很多，但受测量条件、检测精度、应用成本等因素影响，均存在一些不足之处。因此，如何提供一种测量方便、检测精度高且应用成本低的钢筋锈蚀的检测方法及检测装置也成为了急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种测量方便，检测精度高且应用成本低的钢筋混凝土锈蚀检测方法及检测装置。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种钢筋混凝土锈蚀检测方法，采用具有初级线圈和次级线圈的传感器，并使得所述传感器工作于磁耦合谐振状态，利用工作于磁耦合谐振状态下的所述传感器分别对基
准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土进行扫描，并分别得到所述传感器在对基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土检测时的次级线圈上的电压数据，通过将所述传感器对基准钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据和所述传感器对待测钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据进行比较以实现对待测钢筋混凝土锈蚀情况的检测。
[0008]本方案中，基准钢筋混凝土是指与被测钢筋混凝土具有相同尺寸钢筋和保护层厚度的，内部没有锈蚀情况的钢筋混凝土。
[0009]本专利技术的工作原理是：利用传感器产生对钢筋混凝土检测需要的外磁场，同时传感器工作于磁耦合谐振状态可以使得此时传感器初级线圈和次级线圈的磁耦合作用最强，利用工作于磁耦合谐振状态下的传感器对基准钢筋混凝土进行扫描，获得基准钢筋混凝土对应的次级线圈上的电压数据，该电压数据作为基准电压数据，当待测钢筋混凝土内部存在锈蚀情况时，锈蚀部位处由于存在缺陷，在传感器产生的外磁场作用下将发生自发漏磁，产生异于钢筋未锈蚀区域磁场方向的漏磁场，使得锈蚀区域磁场信号发生改变，另外，由于锈蚀区域钢筋截面积减小，使得该处钢筋磁导率发生改变，而铁磁性金属导体对耦合机构的影响与其磁导率大小密切相关，因此由于上述磁信号变化以及钢筋磁导率改变，钢筋锈蚀区域对传感器能量耦合系统的解耦效果明显异于钢筋未锈蚀部位，因此，当传感器沿待测钢筋混凝土轴向扫描途径钢筋锈蚀区域时，传感器次级线圈输出的电压数据将发生改变，将该电压数据与基准钢筋混凝土时获得的基准电压数据进行比较，即可获得待测钢筋混凝土锈蚀位置和锈蚀程度的情况。
[0010]综上，本方案在对待测钢筋混凝土锈蚀情况进行检测时，只需要让传感器沿待测钢筋混凝土进行移动以获得不同位置的次级线圈的电压数据，通过将该电压数据与基准钢筋混凝土的电压数据进行对比，两者相同则说明该位置没有发生锈蚀现象，当两者不相同时则代表该位置发生了锈蚀现象，且两者的数据相差越大则代表该位置的锈蚀程度也越严重。因此本方案可方便的对钢筋混凝土锈蚀情况进行检测，同时检测精度高、应用成本低。
[0011]优选的，向所述传感器的初级线圈内通入激励频率与所述初级线圈的固有频率相同的激励电流，以使得所述初级线圈产生高频变化磁场，并将所述次级线圈的固有频率设置为与所述初级线圈产生的高频变化磁场的频率相同，以使得所述初级线圈与所述次级线圈之间发生耦合谐振，所述传感器工作于磁耦合谐振状态。
[0012]这样，通过使激励电流的激励频率与初级线圈的固有频率相同，且次级线圈的固有频率与初级线圈产生的高频变化磁场的频率相同，这样可以使得传感器工作于磁耦合谐振状态，工作于磁耦合谐振状态的传感器的初级线圈和次级线圈的磁耦合作用最强。
[0013]一种实现上述钢筋混凝土锈蚀检测方法的检测装置，包括检测装置、信号采集装置和后处理装置，所述检测装置包括激励组件、传感器和位移控制器，所述传感器包括初级线圈和次级线圈，所述位移控制器与所述传感器连接，以带动所述传感器沿钢筋混凝土移动，所述激励组件的输出端与所述初级线圈电连接，以向所述初级线圈提供激励电流，所述信号采集装置的输入端与所述次级线圈电连接，以对所述次级线圈的感应电压进行采集，所述后处理装置的输入端分别与所述信号采集装置的输出端和所述位移控制器连接，以分别获取所述次级线圈的感应电压数据和所述传感器的位移数据，并利用图像成型技术将所述次级线圈的感应电压数据和所述传感器的位移数据拟合成像，以获得包含钢筋混凝土锈蚀位置与锈蚀程度的图像。
[0014]这样，该检测装置在对钢筋混凝土进行检测时，将传感器分布放置在基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土外，连接检测装置、信号采集装置和后处理装置；然后激励组件向初级线圈提供谐振频率的激励电流，位移控制器带动传感器分别沿基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土的轴向和径向移动以进行二维平面扫描，同时信号采集装置分别采集基准钢筋混凝土上次级线圈上的电压信号U1和待测钢筋混凝土上次级线圈的电压信号U2；后处理装置分别获取基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土上传感器的位移数据和次级线圈上的电压信号数据，并采用图像成型技术将基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土上传感器相同位移数据处的次级线圈电压信号U1和次级线圈电压信号U2进行对比并拟合成图像，以获得包含待测钢筋混凝土锈蚀位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土锈蚀检测方法，其特征在于，采用具有初级线圈和次级线圈的传感器，并使得所述传感器工作于磁耦合谐振状态，利用工作于磁耦合谐振状态下的所述传感器分别对基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土进行扫描，并分别得到所述传感器在对基准钢筋混凝土和待测钢筋混凝土检测时的次级线圈上的电压数据，通过将所述传感器对基准钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据和所述传感器对待测钢筋混凝土进行检测时次级线圈上的电压数据进行比较以实现对待测钢筋混凝土锈蚀情况的检测。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土锈蚀检测方法，其特征在于，向所述传感器的初级线圈内通入激励频率与所述初级线圈的固有频率相同的激励电流，以使得所述初级线圈产生高频变化磁场，并使所述次级线圈的固有频率与所述初级线圈产生的高频变化磁场的频率相同，以使得所述初级线圈与所述次级线圈之间发生耦合谐振，所述传感器工作于磁耦合谐振状态。3.一种实现如权利要求1所述的钢筋混凝土锈蚀检测方法的检测装置，其特征在于，包括检测装置、信号采集装置和后处理装置，所述检测装置包括激励组件、传感器和位移控制器，所述传感器包括初级线圈和次级线圈，所述位移控制器与所述传感器连接，以带动所述传感器沿钢筋混凝土移动，所述激励组件的输出端与所述初级线圈电连接，以向所述初级线圈提供激励电流，所述信号采集装置的输入端与所述次级线圈电连接，以对所述次级线圈的感应电压进行采集，所述后处理装置的输入端分别与所述信号采集装置的输出端和所述位移控制器连接，以分别获取所述次级线圈的感应电压数据和所述传感器的位移数据，并利用图像成型技术将所述次级线圈的感应电压数据和所述传感器的位移数据拟合成像，以获得包含钢筋混凝土锈蚀位置与锈蚀程度的图像。4.根据权利要求3所述的钢筋混凝土锈蚀检测装置，其特征在于，所述初级线圈和所述次级线圈同轴心设置并固定于刚性支承上，所述移动控制器与所述刚性支承连接，以通过所述刚性支承带动所述传感器移动。5.根据权利要求4所述的钢筋混凝土锈蚀检测装置，其特征在于，所述刚性支承采用不导电且相对磁导率为0.9
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1.1的非金属材料制成。6.根据权利要求3所述的钢筋混凝土锈...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖棱，唐忠国，贾利强，张洪，张森华，周建庭，李倍安，李玉彬，林运飞，冉崇伟，
申请(专利权)人：广西欣港交通投资有限公司重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：