CN104964921B - 一种钢筋锈蚀度探测系统及探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋锈蚀度探测系统及探测方法，系统包括电极体系、主处理模块、脉冲发生装置；所述主处理模块与所述脉冲发生装置连接；所述电极体系包括有一对电极CE、一参比电极RE以及一护环电极GE；所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；所述主处理模块采集并量化处理测试数据输出直观表现钢筋不同位置锈蚀程度的二维和\或三维图形。本发明由脉冲电流对钢筋极化，检测准确度高，输出二维和\或三维图形，使锈蚀结果直观化。

Description

一种钢筋锈蚀度探测系统及探测方法

技术领域

本发明属于钢筋锈蚀度探测技术领域，具体涉及一种钢筋锈蚀度探测系统及探测方法。

背景技术

频发的桥梁坍塌事故给国家财产和人民安全带来了巨大的损失，为了避免重大事故的发生，迫切需要开发对服役桥梁结构内部损伤进行早诊断、早预防、早维修、可防患于未然的新一代检测装备。

随着我国经济的高速发展，建设了大量的城市高架桥、公路桥等混凝土结构的桥梁，由于服役环境的恶劣性、复杂性，在机械、腐蚀等环境载荷作用下往往导致其承载力下降、服役年限的降低，甚至导致突然失效引起重大事故，因此针对现役钢混桥梁结构损伤形式，如何发展有效的检测技术进而开展耐久性评估成为当务之急。

大量实践证明，在各种钢筋混凝土结构中,钢筋的锈蚀会造成有效截面缩小、保护层锈涨开裂等，导致混凝土耐久性下降，是影响结构耐久性和服务年限的最重要因素。混凝土中钢筋锈蚀度的及时发现和准确诊断，可以准确地掌握结构耐久性实际损伤程度，是钢筋混凝土结构耐久性评定、剩余使用寿命预测和维修方案选择的重要前提。

然而，钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀是个极其复杂的过程，一旦钢筋发生锈蚀，无论钢筋发生锈蚀的位置在何处，无论钢筋锈蚀的程度严重与否，对结构物而言，都存在或多或少的不良影响，且混凝土结构内钢筋开始锈蚀至保护层未裂的阶段，破坏的隐蔽性较强，很难及时发现危险并采取补救措施，该过程是目前工程检测中最难以把握的部分，所以对钢筋锈蚀程度的准确判断是非常有必要的。

纵观已有的研究成果，多是以混凝土中钢筋锈蚀状态的定性判断为主，只是从锈蚀发生的概率层面上给出了钢筋发生锈蚀的可能性，而在真正意义上的钢筋定量化诊断技术还没有形成。因此开展对混凝土中钢筋锈蚀定量化分析的科学研究就显得格外重要。发展可靠、准确、易于工程应用的钢筋锈蚀的现场无损检测技术，及时发现并确定腐蚀速率，会对混凝土结构耐久性评定、剩余使用寿命预测和维修方案选择具有重要的指导意义。

通过对文献和市场产品调研分析，目前国内外在混凝土钢筋锈蚀无损检测领域最常用的方法主要包括基于物理原理的物理方法和基于电化学原理的电化学法以及基于经验分析的经验法这三种检测方法。其中，基于物理原理的检测方法对腐蚀较敏感，得到的结果往往是定性的而无法定量地表达钢筋的腐蚀程度；而基于电化学原理的检测方法虽然可以得到定量的检测结果，但由于仪器受外界因素干扰较大，过于敏感，在现场工程应用中难以提取到有效的信号而成为当前此方法发展受限的重要原因。

为此，需要开发新的研究方法或联合使用现有研究技术，从不同角度和层次获取钢筋混凝土腐蚀破坏发生发展过程的信息，精确测量信号，有效解理结果，侧重从微观水平到空间分辨再到宏观行为相关联的综合研究，从微观层面进一步揭示钢筋、混凝土土界面化学特征和钢筋腐蚀破坏过程的机理。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种基于恒电流脉冲方法的钢筋锈蚀度探测系统及探测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢筋锈蚀度探测系统，电极体系、主处理模块、脉冲发生装置；所述主处理模块与所述脉冲发生装置连接；所述电极体系包括有一对电极CE、一参比电极RE以及一护环电极GE；所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；所述主处理模块用于完成人机交互测试参数的设定、钢筋电位响应信号采集与存储、测试过程和检测结果的显示、与外部设备实现数据交换共享以及脉冲电流设定，并量化处理测试数据输出可直观表现钢筋不同位置锈蚀程度的二维和\或三维图形。

所述主处理模块包括微控制器以及与所述微控制器连接的数据采集接口、存储装置、人机交互装置以及数据交换装置。

所述人机交互装置包括触摸屏和键盘，所述存储装置包括有存储器DDR、Flash芯片，所述数据交换装置包括网卡和USB接口。

所述脉冲发生装置能产生5-400μA微安级恒定脉冲电流。

所述脉冲发生装置包括用于设置脉冲电流值的键盘、用于显示脉冲电流设定值、当前值以及测试值的显示屏、A/D转换电路、D/A转换电路、末级放大电路、RC滤波电路、前置放大电路、采样电阻和主控器；其中，所述主控器与A/D转换电路、D/A转换电路通过SPI总线连接，所述主控器与所述显示屏通过并口总线进行信息交互，所述主控器与键盘直接通过I/O口进行连接，所述末级放大电路的输入端连接所述D/A转换电路的输出端，所述A/D转换电路的输入端连接所述RC滤波电路的输出端，所述RC滤波电路的输入端连接所述前置放大电路，所述前置放大电路的输入端连接所述采样电阻。

所述键盘采用矩阵式键盘，包括用于实现输入任意电流值的多个按键，以及实现在输入的电流值的基础上进行增减操作的按键以及确认、取消按键。

所述对电极CE以及护环电极GE为两个圆形锌电极环，所述护环电极GE与对电极CE同轴呈环形布置；所述参比电极RE采用AgCl电极，位于所述对电极CE的中心。

所述主处理模块与所述脉冲发生装置之间通过串口通信模块连接并通信。

本发明还提供一种采用所述钢筋锈蚀度检测系统进行钢筋锈蚀度检测的方法，包括以下步骤：

确定实际测试区域；

采用探地雷达确定测试部位钢筋分布情况，根据钢筋分布状况对测试区域进行网格划分，并用记号笔将划分结果在混凝土表面进行绘制，网格交叉点即为锈蚀钢筋测试点，并对不同测点进行标号；

将测试区域混凝土部位湿润，然后将饱水海绵或湿布紧贴于混凝土表面，将所述电极体系紧贴于饱水海绵或湿布上，确保电极体系与饱水海绵或湿布接触紧密，将所述电极体系与主处理模块、脉冲发生装置相连，所述主处理模块的工作电极接头通过电缆线与混凝土中钢筋相连；具体如下：

设置测试参数，包括设定待测混凝土中钢筋的测试点的个数、各个测试点之间的距离、各个测试点的测试顺序以及脉冲电流值；

开始测试，所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区，来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；

所述主处理模块接收钢筋电位响应信号，通过测量钢筋极化电阻检测混凝土内部钢筋不同测试点的即时锈蚀速率，并根据混凝土内部不同测试点的即时钢筋锈蚀速率进行量化处理，形成图形化的二维和\或三维图显示。

本发明通过采用脉冲电流法来检测钢筋混凝土中钢筋锈蚀率，通过在混凝土表面施加电流，并控制脉冲电流的强度，持续时间，可以得到即时的钢筋锈蚀速率，并量化处理形顾钢筋锈蚀状态的二维或三维图形化显示，使锈蚀结果更加直观。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的钢筋锈蚀度探测系统的结构图；

图2所示为脉冲电流测试原理图；

图3所示为脉冲发生装置的恒流脉冲电路原理示意图；

图4所示为测试时确定测试区域的测试点的方法示意图；

图5所示为钢筋锈蚀度的三维显示图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

请参阅图1，一种钢筋锈蚀度探测系统，包括测试仪器与测试用的电极体系，测试仪器包括主处理模块与脉冲发生装置；所述主处理模块与所述脉冲发生装置连接；所述测试用的电极体系采用三电极体系，包括有工作电极WE、一对电极CE、一参比电极RE以及一个护环电极GE；所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲极化电流约束，将脉冲极化电流限制在对电极CE投影区，系统通过数据采集接口来接收混凝土的电位变化，以测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；

所述主处理模块包括数据采集系统、数据处理系统、结果显示系统、数据存储以及输出系统，用于完成人机交互测试参数的设定、钢筋电位响应信号采集与存储、测试过程和检测结果的显示、与外部设备实现数据交换共享以及与实现脉冲电流设定，并量化处理钢筋锈蚀测试数据输出可直观表现钢筋不同位置锈蚀程度的二维和\或三维图形。

参见图2所示，本发明使用瞬态技术测量极化电阻R_p，图2所示为其工作原理示意图。瞬态技术是假定当施加恒流脉冲信号时，可以用randles电路来描述钢筋，应用当前恒定电流描述钢筋混凝土系统的稳定电位，当恒定脉冲极化电流Ip通过脉冲发生装置施加相应的脉冲极化电流IGE,ICE到护环电极GE以及对电极CE后，微弱的阳极电流导致混凝土电动势E发生变化，通过混凝土欧姆阻抗R0、，钢筋表面的极化电阻钢筋表面的极化电阻计算获得，由△E0变化为△Ep,,通过参比电极CE测量获得，通过给定时间t混凝土极化电位V_t公式可获得极化电阻R_p：

其中：c为钢筋表面的极化电阻，C_d1为钢筋表面的双层电容，R为混凝土的欧姆阻抗,IAPP为施加的脉冲极化电流。

获得极化电阻R_p后，可以从Stern-Geary公式计算腐蚀电流密度I_corr(μA/cm²)；其中B是一个经验常数，通常在腐蚀活跃钢筋中取26mV，而钝化钢筋取50mV。

然后再根据脉冲电流测试锈蚀电流密度值i_corr(t)与锈蚀速率s(t)之间的数学换算方法：

根据法拉第第一定律可以把钢筋失去电子的过程换算为钢筋锈蚀质量损失，即，

s(t)＝11.6·i_corr(t)；

式中：t为测试结果对应的钢筋服役时间(年)；s(t)为第t年时钢筋的锈蚀速率(μm/y)。则t年后钢筋的锈蚀深度计算值Δr(单位mm)为：

Δr＝s(t)·t/1000；

混凝土钢筋的锈蚀速度可以采用失重率表示，可以采用以下公式计算结果可知：

其中，p为服役满t年后钢筋的失重率计算值(％)；r为钢筋半径(mm)。

如假设以上测试结果对应桥梁结构的服役时间为5年，对应钢筋直径为20mm，则得到其失重率测算结果为：

然后通过上述量化获得的数据进行处理，形成二维或三维的钢筋腐蚀图进行直观的显示。

参见图1所示，具体实现上，所述主处理模块的硬件装置可以是包括电源模块，微控制器以及与所述微控制器连接的数据采集接口、存储装置、人机交互装置以及数据交换装置。所述电源模块可以是电池，也可以是交流电源模块。

所述人机交互装置包括触摸屏和键盘，所述存储装置包括有存储器DDR、Flash芯片，所述数据交换装置包括网卡(如DM9000)和USB接口。

具体实现上，根据恒电流脉冲电位响应曲线的复杂性和设备的便操性，本发明选择具有较高性能的微处理器MPU S3C6410作为主处理模块的微控制器，通过触摸屏和键盘可以完成人机交互测试参数的设定、测试过程的显示和检测结果显示等工作，存储器DDR、Flash芯片主要用于采集数据的存储和内存的扩展，数据采集接口主要完成电位信号的采集工作，网卡芯片和USB接口，可以完成与PC数据交换共享。

其中，所述脉冲发生装置能产生5-400μA恒定脉冲电流。

参见图3所示，所述脉冲发生装置的电流脉冲发生电路包括用于设置脉冲电流值的键盘、用于显示脉冲电流设定值、当前值以及测试值的显示屏、A/D转换电路、D/A转换电路、末级放大电路、RC滤波电路、前置放大电路、采样电阻和主控器；所述主控器与A/D转换电路、D/A转换电路通过SPI总线连接，所述主控器与所述显示屏通过并口总线进行信息交互，所述主控器与键盘直接通过I/O口进行连接，所述末级放大电路的输入端连接所述D/A转换电路的输出端，所述A/D转换电路的输入端连接所述RC滤波电路的输出端，所述RC滤波电路的输入端连接所述前置放大电路，所述前置放大电路的输入端连接所述采样电阻。

其中，所述脉冲发生装置达到的性能指标如下：

输出电流范围为5uA～400uA，步进1uA；

纹波电流≦1uA；

电流输出值与实际值的误差百分比低于5％。

较优的，所述脉冲发生装置的主控器可以采用STC90C51单片机，由于脉冲发生装置实现功能较简单，单片机即可满足项目需求，而且单片机还具备运行稳定、低功耗、低成本的优势，故脉冲发生装置主控电路采用基于51单片机的最小系统，外接晶振和复位电路即可。

本发明中，所述键盘采用矩阵式键盘，包括用于实现输入任意电流值的多个按键，以及实现在输入的电流值的基础上进行增减操作的按键以及确认、取消按键。具体实现上，所述键盘可以采用4×4矩阵式键盘，所述显示屏可以采用128*64的LCD显示模块。

所述的采样电阻主要用于将电流信号转变为电压信号，以便于主处理器模块对电压信号的采集。将所采集的电流信号转换为电压信号后送至前置放大电路，该前置放大电路将采样的电压信号经过放大并进行低通滤波处理，再将信号发送给AD转换电路，经转换后发送给主处理器模块。

采样电阻与普通电阻不同，其性能优劣直接决定整个检测系统的好坏，所以一般要求采用特制电阻，由于本发明电流要求为微安级别，所以采样电阻必须具备精度高、温飘小、功耗低和噪声低的特点。

较优的，本发明采样电阻选择阻值为5K，温飘系数为20ppm，精度为0.1％型号为EE(1/π)电阻。

所述前置放大电路，具备偏置电流极低、放大器输入电容较小、差分输入电阻极大、电流和电压噪声较低、电源抑制比较高等特点。采用前置放大器OPA129是偏置电流为±30fA的高性能差分放大器，输入电阻高达10E13欧姆，远大于放大微安信号的反馈电阻，差分输入电容为1pF，故对信号的带宽无限制；典型电压噪声是17nV/sqrt(Hz)，典型电流噪声是0.1fA/sqrt(Hz)，输出信号的信噪比可接受；电源频率1Hz到1MHz时，电源抑制比典型值在90dB，可以满足微弱信号对电源的要求。

A/D转换模块，包括有ADS7818芯片，该ADS7818芯片是12位单路模数转换芯片，其供电电压单极性+5V，能够和典型的微处理器系统很好地兼容，具有500kSPS的高速数据吞吐量，典型转换时间为2us；内部集成2.5V参考电压源，也可以使用外部参考电压，典型功耗11mW，掉电功耗低至2.5mW；在CLK时钟信号的上升沿将芯片内的数字信号通过SPI总线串行输出。

所述DA转换电路和末级放大电路组成电流检测模块，DAC7611芯片是12位单路模数转换芯片，也采用单+5V供电，能够和典型的微处理器系统很好地兼容，包括：8个引脚，12位分辨率，低功耗，典型功耗仅为2.5mW；快速的建立时间，1LSB仅需7us；内置参考电压源2.435V，输出最大模拟电压4.095V，最小有效位1mV/LSB；其转换频率可高达到20MHz；异步DAC寄存器清零输入。

所述脉冲发生装置设定微安电流输出显示的流程如下：首先初始化单片机，进入循环，扫描按键和监视串口，得到设定脉冲电流值，若没有则设为默认值，然后将设定电流值通过串口发送给信号处理模块，通过AD转换电路采集的电压值，计算出当前设定值下，DA电路的输出电压值，并通过PWM模块完成脉冲输出，实现对负载输出微安级脉冲电流的控制，并将电流的测试值、设定值和当前值等信息通过LCD显示模块输出。

进一步的，所述主处理模块与所述脉冲发生装置之间通过串口通信模块连接并通信，具体实现上可以是采用RS232电平接口，实现脉冲信号的设定、显示等信息的交互。

其中，所述对电极CE以及护环电极GE为两个圆形锌电极环，所述护环电极GE位于所述对电极CE的外部，所述护环电极GE与对电极CE同轴呈环形布置；所述参比电极RE采用AgCl电极，位于所述对电极CE的中心。

本发明实现三维显示直观化的图形的方法是，先通过测量的数据计算出实时的钢筋锈蚀速率，然后计算出钢筋的锈蚀深度，不同的锈蚀深度用不同的颜色标识，计算机根据钢筋锈蚀深度，实时绘制钢筋的锈蚀效果图；具体可以采用以下方式进行：

(1)获取原始数据：从测试参数设置中获得钢筋直径、钢筋长度、测试点分布的信息，从测试结果中获得每个测试点对应的锈蚀极化电流数据；

(2)数据计算和储存：根据测试点和钢筋的长度对钢筋进行均匀网格划分，再由钢筋直径计算出每个圆柱体单元的大小，预先设定不同范围内锈蚀极化电流对应不同的颜色显示，并将这些数据存放在顶点数组中；

(3)选择投影模式为透视投影，着色模式为恒定着色，并设定要显示窗口的位置、大小背景颜色等信息；

(4)分段绘制圆柱体单元，采用输入输出矩阵，根据测试点位置进行模型变换，并将颜色数组与圆柱体单元数组对应起来，组成一根连续的圆柱体；

(5)改变视点，钢筋锈蚀状态图旋转显示。

为了直观真实展现钢筋的锈蚀状态，可以建立三维效果模型，将钢筋锈蚀的状态和位置呈现给用户，使结果更加直观。钢筋锈蚀状态三维效果见图5所示。

进一步的，在分析计算得到混凝土钢筋锈蚀的量化信息后，还可以实现对不同部位钢筋及同一钢筋不同部位处的锈蚀进行量化分析与评价，并根据钢筋锈蚀失重率将钢筋的锈蚀程度分为多个等级，建立锈蚀失重率与锈蚀程度的对应关系表，不同的钢筋锈蚀程度对应不同的钢筋锈蚀失重率范围值，并分别代表不同的钢筋的锈蚀情况。这样在计算到钢筋锈蚀失重率范围值后就可以根据该表直接获得钢筋的锈蚀程度等级。

本发明实施例的目的还在于提供一种采用所述钢筋锈蚀度检测系统进行钢筋锈蚀度检测的方法，包括以下步骤：

确定实际测试区域；

采用探地雷达确定测试部位钢筋分布情况，根据钢筋分布状况对测试区域4用测试线5进行网格划分，并用记号笔将划分结果在混凝土表面进行绘制，网格交叉点6即为锈蚀钢筋测试点，并对不同测点进行标号；

将测试区域混凝土部位湿润，然后将饱水海绵或湿布3紧贴于混凝土2表面，将所述电极体系紧贴于饱水海绵或湿布3上，确保电极与饱水海绵或湿布接触紧密，将所述电极与主处理模块、脉冲发生装置相连，如图2所示，所述主处理模块的工作电极接头通过电缆线与混凝土中钢筋1(工作电极WE)相连；具体如下：

设置测试参数，包括设定待测混凝土中钢筋的测试点的个数、各个测试点之间的距离、各个测试点的测试顺序以及脉冲电流值；并设置测量面积、极化电位、极化时间、补偿系数以及stern常数；

开始测试，所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区，来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；

所述主处理模块接收钢筋电位响应信号，通过测量钢筋极化电阻检测混凝土内部钢筋不同测试点的即时锈蚀速率，并根据混凝土内部不同测试点的即时钢筋锈蚀速率进行量化处理，形成图形化的二维和\或三维图显示。

本发明的整个测量过程由主处理模块控制，并可通过电子开关自动选择4个测量通道和电流量程，测试数据自动运算并存储。

本发明通过采用对电极与护环电极进行电流补偿，并通过脉冲电流控制，内部采用双电位反馈电路设计，能够将脉冲电流完全限制在对电极CE投影面内，从而提高检测精度，可测量钢筋混凝土结构的半电池电位、极化电阻和钢筋锈蚀电流密度/锈蚀速率值，获取钢筋的锈蚀速率等指标，并结合测算模型分析软件可以实现钢筋锈蚀的量化分析。

本发明通过将脉冲电流精确限制在选定区域内，测量瞬态极化电阻R_p，计算瞬态腐蚀电流I_corr，获得钢筋的即时锈蚀速率，提高了混凝土结构内钢筋锈蚀速率测量精度；避免了过度补偿或欠补偿引起的测量误差。

本发明实现了对未开裂情况下的混凝土中的钢筋锈蚀速率测试，并结合测算模型可实现钢筋锈蚀的量化测算分析，可以得出失重率及截面损失率等钢筋锈蚀指标。

本发明通过使用脉冲电流法进行检测，不仅提高了检测设备的数据处理能力，使检测具有更好的交互性和扩展能力，并且将钢筋锈蚀状态用三维立体形式显示出来，使混凝土内部钢筋锈蚀结果像B超一样，直观可见，克服了国内单一设备数据处理必须由单片机完成，存在检测效率低、检测精度不高、与现场环境适应程度不佳等问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，包括电极体系、主处理模块、脉冲发生装置；所述主处理模块与所述脉冲发生装置连接；所述电极体系包括有一对电极CE、一参比电极RE以及一护环电极GE；所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区来测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；所述主处理模块用于完成人机交互测试参数的设定、钢筋电位响应信号采集与存储、测试过程和检测结果的显示、与外部设备实现数据交换共享以及脉冲电流设定，并量化处理测试数据输出可直观表现钢筋不同位置锈蚀程度的三维图形；

所述主处理模块通过测量的数据计算出实时的钢筋锈蚀速率，然后计算出钢筋的锈蚀深度，不同的锈蚀深度用不同的颜色标识，计算机根据钢筋锈蚀深度，实时绘制钢筋的锈蚀效果图；具体采用以下方式进行：

(1)获取原始数据：从测试参数设置中获得钢筋直径、钢筋长度、测试点分布的信息，从测试结果中获得每个测试点对应的锈蚀极化电流数据；

(2)数据计算和储存：根据测试点和钢筋的长度对钢筋进行均匀网格划分，再由钢筋直径计算出每个圆柱体单元的大小，预先设定不同范围内锈蚀极化电流对应不同的颜色显示，并将这些数据存放在顶点数组中；

(3)选择投影模式为透视投影，着色模式为恒定着色，并设定要显示窗口的位置、大小背景颜色信息；

(4)分段绘制圆柱体单元，采用输入输出矩阵，根据测试点位置进行模型变换，并将颜色数组与圆柱体单元数组对应起来，组成一根连续的圆柱体。

2.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述主处理模块包括微控制器以及与所述微控制器连接的数据采集接口、存储装置、人机交互装置以及数据交换装置。

3.根据权利要求2所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述人机交互装置包括触摸屏和键盘，所述存储装置包括有存储器DDR、Flash芯片，所述数据交换装置包括网卡和USB接口。

4.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述脉冲发生装置能产生5-400μA微安级恒定脉冲电流。

5.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，包括用于设置脉冲电流值的键盘、用于显示脉冲电流设定值、当前值以及测试值的显示屏、A/D转换电路、D/A转换电路、末级放大电路、RC滤波电路、前置放大电路、采样电阻和主控器；其中，所述主控器与A/D转换电路、D/A转换电路通过SPI总线连接，所述主控器与所述显示屏通过并口总线进行信息交互，所述主控器与键盘直接通过I/O口进行连接，所述末级放大电路的输入端连接所述D/A转换电路的输出端，所述A/D转换电路的输入端连接所述RC滤波电路的输出端，所述RC滤波电路的输入端连接所述前置放大电路，所述前置放大电路的输入端连接所述采样电阻。

6.根据权利要求5所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述键盘采用矩阵式键盘，包括用于实现输入任意电流值的多个按键，以及实现在输入的电流值的基础上进行增减操作的按键以及确认、取消按键。

7.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述对电极CE以及护环电极GE为两个圆形锌电极环，所述护环电极GE与对电极CE同轴呈环形布置；所述参比电极RE采用AgCl电极，位于所述对电极CE的中心。

8.根据权利要求1所述钢筋锈蚀度探测系统，其特征在于，所述主处理模块与所述脉冲发生装置之间通过串口通信模块连接并通信。

9.采用权利要求1～8任一项所述钢筋锈蚀度探测系统探测钢筋锈蚀度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定实际测试区域；

采用探地雷达确定测试部位钢筋分布情况，根据钢筋分布状况对测试区域进行网格划分，并用记号笔将划分结果在混凝土表面进行绘制，网格交叉点即为锈蚀钢筋测试点，并对不同测点进行标号；

将测试区域混凝土部位湿润，然后将饱水海绵或湿布紧贴于混凝土表面，将所述电极体系紧贴于饱水海绵或湿布上，确保电极体系与饱水海绵或湿布接触紧密，将所述电极体系与主处理模块、脉冲发生装置相连，所述主处理模块的工作电极接头通过电缆线与混凝土中钢筋相连；具体如下：

设置测试参数，包括设定待测混凝土中钢筋的测试点的个数、各个测试点之间的距离、各个测试点的测试顺序以及脉冲电流值；

开始测试，所述脉冲发生装置发送微安级脉冲阳极电流自混凝土表面的对电极CE和参比电极RE间施加到混凝土系统中，通过所述护环电极GE对脉冲电流约束，将脉冲电流限制在对电极CE投影区，测量混凝土内部钢筋即时的实际腐蚀速率；

所述主处理模块接收钢筋电位响应信号，通过测量钢筋极化电阻检测混凝土内部钢筋不同测试点的即时锈蚀速率，并根据混凝土内部不同测试点的即时钢筋锈蚀速率进行量化处理，形成图形化的三维图显示；

所述主处理模块通过测量的数据计算出实时的钢筋锈蚀速率，然后计算出钢筋的锈蚀深度，不同的锈蚀深度用不同的颜色标识，计算机根据钢筋锈蚀深度，实时绘制钢筋的锈蚀效果图；具体采用以下方式进行：

(1)获取原始数据：从测试参数设置中获得钢筋直径、钢筋长度、测试点分布的信息，从测试结果中获得每个测试点对应的锈蚀极化电流数据；

(2)数据计算和储存：根据测试点和钢筋的长度对钢筋进行均匀网格划分，再由钢筋直径计算出每个圆柱体单元的大小，预先设定不同范围内锈蚀极化电流对应不同的颜色显示，并将这些数据存放在顶点数组中；

(3)选择投影模式为透视投影，着色模式为恒定着色，并设定要显示窗口的位置、大小背景颜色信息；

(4)分段绘制圆柱体单元，采用输入输出矩阵，根据测试点位置进行模型变换，并将颜色数组与圆柱体单元数组对应起来，组成一根连续的圆柱体。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述脉冲电流值通过所述脉冲发生装置或所述主处理模块来设定。