CN113639679B - 一种测量超厚楼板厚度的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑工程结构检测技术领域，公开了一种测量超厚楼板厚度的检测装置，包括检测主机、第一连接器、第二连接器、水泵和供水装置；第一连接器放置于楼板的上表面，第二连接器放置于楼板的下表面；供水装置、第一连接器、第二连接器和水泵之间通过水管连接，第一连接器、第二连接器通过线路与检测主机连接。本发明还公开了一种测量超厚楼板厚度的检测方法。其有益效果在于：本检测装置可在楼板上、下表面的任意位置以无损的方式对超厚楼板的厚度进行检测。

Description

一种测量超厚楼板厚度的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑工程结构检测技术领域，具体涉及一种测量超厚楼板厚度的检测装置及方法。

背景技术

在建筑工程结构质量检测中，楼板厚度是其中非常重要的指标之一，其尺寸的准确性对建筑工程的安全、美观有重要影响。在建筑工程的建设以及验收过程中，都需要对楼板的厚度进行测量，以保证楼板厚度符合设计规范的要求。

现行的楼板厚度检测方法主要包括破损检测方法和非破损检测方法。

破损检测法通常采用卷尺/游标卡尺进行测量，具体方法是用冲击钻在待测点竖直向下钻穿楼板后，再用游标卡尺或卷尺测量孔洞底端与顶端的距离，此法对结构造成了一定的损害，后续需要进行必要的修补，费时费力，垂直度难以保证，测量数值误差较大，对于空心楼板、金属楼板不适用。

非破损检测方法通常有两种，一种是采用水准仪进行检测，另一种是电磁原理检测法，即使用楼板测厚仪的两个传感器分别在楼板的上下表面对其测量可得到楼板的厚度数据。

采用水准仪检测法，利用水准仪测量出楼板上某一点楼板面的高程和该点相应的楼板底的高程；受限于水准仪本身及其辅助设备如钢尺、塔尺等设备，水准仪通常布置在楼梯等边缘位置，此法测得的往往是靠墙等边缘位置的楼板厚度，没有办法测量楼板任意一点的厚度，上下点的对中也不易保证，且在楼层设计复杂的情况下往往会耗费检测人员大量的精力和时间才能实现水准仪和水准标尺三点之间位置的合理配置，影响测量效率。

随着电磁波原理和现代电子技术的兴起，采用非破损形式的楼板测厚仪检测法得到了广泛的应用，其消除了破损法检测的弊端。此法检测的关键在于楼板地面的发射探头和位于楼板板面的接收探头的位置必须完全准确对准，才能准确地测定出楼板的厚度，否则测出的距离为两个探头间的斜线距离，因此，为了准确进行发射探头和接收探头的对位，检测人员一般采用对角线法或是试测最小值法进行上、下两个探头的对位；采用对角线法，即在楼板上、下面各确定两条对角线，再以对角线的焦点为基准点，分别放置两探头，测出其间距；采用试测最小值法是在楼板一面的测试点放置好信号发射探头，再以信号接收探头在楼板另一面逐步探索与发射探头的最小距离。

在此基础上，公开号为CN102768032B，专利名称“使用无损测厚仪测量楼板厚度的方法”的中国发明专利，通过在楼板的一面指定任意三点，以此作为发射探头的位置点位，然后在楼板的另一面确定接收探头的点位，分别测量出接收探头与三个发射探头点位的距离，通过计算得到接收探头至三个发射探头所在平面的距离，此为楼板厚度数值；此发明专利提供了一种较传统的对角线法或是最小值法更具实用性的测量手段，有效解决了测量工作量大、数据随机性大的问题。

但受限于楼板测厚仪本身的工作原理，电磁波的发射与接收仅可在短距离范围内测得的数据才较为准确，距离越大则误差会越大，且不适用与金属楼板或叠合楼板，因此无论是用常见的对角线法以及最小值法，或是采用上述发明专利提供的测量手段，当实际需测量较厚楼板时，通过测厚仪测得的数据都不够精确，且超过仪器量程。

综上所述，目前行业内三种常见的测量楼板厚度的方法各自都存在一定的局限性：卷尺检测法会对楼板造成损害，不适用于空心楼板、金属楼板；采用水准仪检测法测量的工作效率及可靠性较低，对中无保证；采用楼板测厚仪检测方法，在测量超厚楼板时准确性会大大降低，且超出仪器量程，不适用于金属楼板或叠合楼板，仪器本身价格较为昂贵，后期维护成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种测量超厚楼板厚度的检测装置，可在楼板上、下表面的任意位置以无损的方式对超厚楼板的厚度进行检测，特别适用于人防工程超厚楼板厚度的检测，也适用于空心楼板、金属楼板、叠合楼板、地下室顶板覆土厚度的检测。

本发明的另一目的在于提供一种测量超厚楼板厚度的检测方法，可实现对超厚楼板的无损检测。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种测量超厚楼板厚度的检测装置，包括检测主机、第一连接器、第二连接器、水泵和供水装置；所述第一连接器包括第一管体、第一智能压力表和第一智能流量计；所述第一管体放置于楼板的上表面，所述第一智能压力表和第一智能流量计均与第一管体连接；所述第二连接器包括第二管体、第二智能压力表和第二智能流量计；所述第二管体放置于楼板的下表面，所述第二智能压力表和第二智能流量计均与第二管体连接；所述供水装置的出水口通过水管与第一管体的进水端连接，所述第一管体的出水端通过水管与第二管体的进水端连接，所述第二管体的出水端通过水管与水泵的一端连接，所述水泵的另一端与供水装置的回水口连接，所述第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表和第二智能流量计均与检测主机连接。

进一步地，所述检测主机包括壳体、显示屏、操控区和处理模块；所述处理模块位于壳体内部，所述显示屏和操控区均嵌设于壳体并与处理模块连接，所述第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表和第二智能流量计均与处理模块连接。

进一步地，还包括水阀；所述供水装置的出水口与第一管体的进水端之间的水管、第二管体的出水端与水泵之间的水管中均安装有水阀。

进一步地，所述第一管体的内径与第二管体的内径相等，所述第一管体的外径与第二管体的外径相等。

一种测量超厚楼板厚度的检测方法，包括如下步骤：

S101、利用水管依次连接供水装置、第一管体、第二管体和水泵；将与第一管体连接的第一智能压力表和第一智能流量计、与第二管体连接的第二智能压力表和第二智能流量计与检测主机连接；

S102、开启检测主机，打开水阀，启动水泵，第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表、第二智能流量计的数值在显示屏实时显示；

S103、观察P₁、P₂、S₁、S₂的数值趋于稳定后，通过所述操控区输入ρ、A、D的数值，并点击试验开始；其中，P₁为第一智能压力表的数值；P₂为第二智能压力表的数值；S₁为第一智能流量计的数值；S₂为第二智能流量计的数值；ρ为水的密度；A为第一管体和第二管体的内径；D为第一管体和第二管体的外径；

S104、处理模块计算水位差值，并将其传输至显示屏，此时显示结果即为楼板厚度值，通过重复S101～S103测量其他位置的楼板厚度。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本发明中的检测装置设置检测主机、第一连接器和第二连接器，以伯努利方程为基础，可根据测得的水压值及流量值自动算出楼板上下表面的水位差，即楼板厚度值，节省了时间，简化了操作，提高了工作效率。相较于传统的卷尺/游标卡尺测量法，本发明采用非破损的方式进行楼板厚度的测量，保护了楼板的完整性，测得的数据更为精准，且适用于空心楼板厚度的测量；相较于传统的水准仪检测方法，本发明解决了测量设备布置繁杂、测量点位对中困难、测量点位选择性小的问题；相较于应用较为广泛的测厚仪测量方法，本发明不受楼板厚度条件的约束，可用于超厚楼板、叠合楼板或金属楼板厚度的测量，且设备费用比较便宜，操作简单；

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种测量超厚楼板厚度的检测装置的检测时的示意图；

图2示出了根据本发明中的检测主机的结构示意图；

图中，1、检测主机；2、第一连接器；3、第二连接器；4、水泵；5、供水装置；6、第一智能压力表；7、第一智能流量计；8、第二智能压力表；9、第二智能流量计；10、壳体；11、显示屏；12、操控区；13、处理模块；14、水阀；15、楼板；16、第一管体；17、第二管体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1所示的一种测量超厚楼板厚度的检测装置，包括检测主机1、第一连接器2、第二连接器3、水泵4和供水装置5；所述第一连接器2包括第一管体16、第一智能压力表6和第一智能流量计7；所述第一管体16放置于楼板15的上表面，所述第一智能压力表6和第一智能流量计7均与第一管体16连接；所述第二连接器3包括第二管体17、第二智能压力表8和第二智能流量计9；所述第二管体17放置于楼板15的下表面，所述第二智能压力表8和第二智能流量计9均与第二管体17连接；所述供水装置5的出水口通过水管与第一管体的进水端连接，所述第一管体16的出水端通过水管与第二管体17的进水端连接，所述第二管体的出水端通过水管与水泵4的一端连接，所述水泵4的另一端与供水装置5的回水口连接，第一智能压力表6、第一智能流量计7、第二智能压力表8和第二智能流量计9均与检测主机1连接。通过水泵加压，使水管中的水流循环流动。本发明采用非破损的方式进行楼板厚度测量，检测装置操作简单，第一连接器2和第二连接器3可以放在楼板上下表面的任意位置，对不同位置测点进行检测。根据伯努利方程，仅需考虑测点的高度差，即第一连接器2、第二连接器3放置在待测楼板上下表面的位置，水管可通过楼梯等绕过楼层，通过本检测装置无需破坏楼板即可测量厚度，保护了楼板的完整性，也可对空心楼板、金属楼板进行测量。所述第一连接器2中的第一管体16与第二连接器3中的第二管体17尺寸相同。供水装置5为水箱、消防栓等常见的供水器材。

所述检测主机1包括壳体10、显示屏11、操控区12和处理模块13；所述处理模块13位于壳体10内部，所述显示屏11和操控区12均嵌设于壳体10并与处理模块13连接，所述第一智能压力表6、第一智能流量计7、第二智能压力表8和第二智能流量计9均与处理模块13连接。第一智能压力表1、第一智能流量计7、第一智能压力表8、第一智能流量计9测得的数值能在显示屏11实时显示；操控区12可进行试验参数的输入以及试验开始指令的控制；处理模块13内存储有水位差公式。

还包括水阀14；所述供水装置5的出水口与第一管体的进水端之间的水管、第二管体的出水端与水泵4之间的水管中均安装有水阀14。

一种测量超厚楼板厚度的检测方法，包括如下步骤：

S101、利用水管依次连接供水装置、第一管体、第二管体和水泵；将第一管体内的第一智能压力表和第一智能流量计、第二管体内的第二智能压力表和第二智能流量计与检测主机连接；

S102、开启检测主机，打开水阀，启动水泵，第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表、第二智能流量计的数值在显示屏实时显示；

S103、观察P₁、P₂、S₁、S₂的数值趋于稳定后，通过所述操控区输入ρ、A、D的数值，并点击试验开始；其中，P₁为第一智能压力表的数值；P₂为第二智能压力表的数值；S₁为第一智能流量计的数值；S₂为第二智能流量计的数值；ρ为水的密度；A为第一管体和第二管体的内径；D为第一管体和第二管体的外径；

S104、处理模块计算水位差值，并将其传输至显示屏，此时显示结果即为楼板厚度值，通过重复S101～S103测量其他位置的楼板厚度。

如图1所示布置各部件，在水循环流通过程中，通过第一智能压力表6、所述第一智能流量计7、第二智能压力表8以及第二智能流量计9分别测定楼板15上表面和下表面任意一点的水压值跟水流量值，根据伯努利方程可算出楼板上表面、下表面的水位差，即楼板的厚度值。

设：第一智能压力表6测得的楼板15上表面的水压值为P₁，第一智能流量计7测得的楼板15上表面的水流量值为S₁，放置在楼板上表面的第一连接器2的离地高度为H1；第二智能压力表8测得的楼板下表面的水压值为P₂，第二智能流量计9测得的楼板15下表面的水流量值为S₂，放置在楼板15下表面的第二连接器的离地高度为H2；第一管体与第二管体的内径为A，外径为D，水的密度为ρ。

观察P₁、P₂、S₁、S₂的数值趋于稳定后，通过操控区12输入ρ、A、D的数值，并点击试验开始。

每次点击试验开始，检测主机1都会执行以下操作：第一智能压力表6、第二智能压力表8以及第一智能流量计7、第二智能流量计9会将其各自测得的数据P₁、P₂、S₁、S₂传输到所述处理模块13，处理模块13会根据ρ、A、D、P₁、P₂、S₁、S₂的数据自动算出水位差的数值，并将其传输到所述显示屏11上，所示结果即为楼板厚度。

根据伯努利方程，P₁+ρ×g×H1+1/2×ρ×V₁ ²＝P₂+ρ×g×H2+1/2×ρ×V₂ ²，其中，P₁、P₂为任意两点处水压，ρ为流体密度，g为重力常数，H1、H2为任意两点的高度，V₁、V₂为任意两点流体的流速，则任意两点水位差可表示为H1-H2＝(P₂-P₁)/ρ×g+(V₂ ²-V₁ ²)/2ρ；由上式可知，欲测量楼板厚度，只需测定楼板上、下表面的任意两点的水压值P₁、P₂以及水流量值S₁、S₂，又因流速V₁＝S₁/Π(A/2)²、V₂＝S₂/Π(A/2)²，即可求得楼板上、下表面任意两点水位差H1-H2的数值，即为楼板厚度。

具体的，楼板上表面的高H1包含了第一管体16、第二管体17的外径D的一半，因此需要对上式水位差公式H1-H2进行修正，处理模块13已内置修正程序。

以下提供本实施例测量某超厚楼板的实际测试数据并与行业内三种常见的测量楼板厚度的方法测得的数据进行对比：在同一楼板随机取9个测量点位，该楼板设计厚度为800mm，测试结果如下表：

通过上表可看出，通过本发明方法测得的超厚楼板厚度的数值与其他方法测定的数值相比，相对误差会更小。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测量超厚楼板厚度的检测装置，其特征在于：包括检测主机、第一连接器、第二连接器、水泵和供水装置；所述第一连接器包括第一管体、第一智能压力表和第一智能流量计；所述第一管体放置于楼板的上表面，所述第一智能压力表和第一智能流量计均与第一管体连接；所述第二连接器包括第二管体、第二智能压力表和第二智能流量计；所述第二管体放置于楼板的下表面，所述第二智能压力表和第二智能流量计均与第二管体连接；所述供水装置的出水口通过水管与第一管体的进水端连接，所述第一管体的出水端通过水管与第二管体的进水端连接，所述第二管体的出水端通过水管与水泵的一端连接，所述水泵的另一端与供水装置的回水口连接，所述第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表和第二智能流量计均与检测主机连接；

所述检测主机包括壳体、显示屏、操控区和处理模块；所述处理模块位于壳体内部，所述显示屏和操控区均嵌设于壳体并与处理模块连接，所述第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表和第二智能流量计均与处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的测量超厚楼板厚度的检测装置，其特征在于：还包括水阀；所述供水装置的出水口与第一管体的进水端之间的水管、第二管体的出水端与水泵之间的水管中均安装有水阀。

3.根据权利要求1所述的测量超厚楼板厚度的检测装置，其特征在于：所述第一管体的内径与第二管体的内径相等，所述第一管体的外径与第二管体的外径与相等。

4.一种基于权利要求1～3中任一项所述的测量超厚楼板厚度的检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、利用水管依次连接供水装置、第一管体、第二管体和水泵；将与第一管体连接的第一智能压力表和第一智能流量计、与第二管体连接的第二智能压力表和第二智能流量计与检测主机连接；

S102、开启检测主机，打开水阀，启动水泵，第一智能压力表、第一智能流量计、第二智能压力表、第二智能流量计的数值在显示屏实时显示；

S103、观察P₁、P₂、S₁、S₂的数值趋于稳定后，通过所述操控区输入ρ、A、D的数值，并点击试验开始；其中，P₁为第一智能压力表的数值；P₂为第二智能压力表的数值；S₁为第一智能流量计的数值；S₂为第二智能流量计的数值；ρ为水的密度；A为第一管体和第二管体的内径；D为第一管体和第二管体的外径；

S104、处理模块计算水位差值，并将其传输至显示屏，此时显示结果即为楼板厚度值，通过重复S101～S103测量其他位置的楼板厚度。