CN1257380C - 一种测量混凝土板厚度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量混凝土板厚度的方法，它涉及工程建筑质量检测领域中的现浇混凝土板厚度的非破损测量的检测。本发明测厚原理是采用电磁波随距离的衰减特性，磁偶极子产生的电磁场在空间某一点的磁场强度E，除与磁矩M即源强度大小有关外，还与空间某一点到源点的距离H有关，则E与H的关系为E＝2M/H^α，α为衰减指数，当用率定得到α值，M设计为常数后，测量得到一个电磁场强度E值，就可计算得到一个对应距离H值，即可直接测得混凝土板厚度值。本发明还具有测量精度准确、快捷方便、测量仪器电路简单、体积小、成本低等优点。特别适合作现浇混凝土板厚度的非破损测量的质量评定。

Description

一种测量混凝土板厚度的方法

技术领域

本发明涉及工程建筑质量检测领域中的一种测量混凝土板厚度的方法，特别适用于现浇混凝土板厚度的非破损测量的检测。

背景技术

在建筑结构中，有许多现浇混凝土板，板的厚度是工程验收需检验的质量指标之一。但一般在建筑构件中板的四周封闭，没有可供直接用直尺测量的截面，如房间内楼板，某些墙体，在工程验收时，以往是在板上打孔，从孔中量其厚度，这样一是费时费力，二是对结构产生破损。目前国内外无损检测这类板的厚度，大多采用声波或超声波的方法或用电磁超声方法。这类方法测量误差一般在5％至10％之间，如板厚15cm，误差为0.75至1.5cm，该误差就不能满足质量评定的要求。因此提供一种无破损、而且测量精度准确的混凝土板厚度测量方法，已经是建筑结构质量检测中迫切解决的关键技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种利用电磁波随距离的衰减特性进行非破损测量混凝土板厚度的方法，且本发明还具有测量精度准确、测量快捷方便、测量仪器电路简单、体积小、成本低等特点。

本发明所要解决的技术问题由以下技术方案实现，它包括步骤：

①用磁偶极子发射传感器产生电磁场，电磁场在介质中传播后由磁偶极子接收传感器接收，在磁偶极子轴线上的磁场强度根据公式(1)计算，E＝2M/H^α(1)，公式(1)中：E为距磁偶极子距离为H点上的电磁场强度，M为磁偶极子的磁矩，H为距磁偶极子的距离，α为衰减指数；

②设计一个磁矩M为常数的磁偶极子发射传感器及磁偶极子接收传感器，作测量电磁场强度E的传感器；

③用标准率定器测量，改变距离H的大小，测得对应的电磁场强度E，则测量一组电磁场强度Ei和距离Hi的数据，式中i为i＝1，2，3，至n的自然数，对公式(1)取对数，得到电磁场强度对数计算公式(2)为：1gE＝1g(2M)-α1gH(2)，由公式(2)计算得到一组电磁场强度Ei和距离Hi为对数线性关系曲线，对数磁矩1g(2M)和衰减指数α分别为对数线性关系曲线中的截距和斜率；

根据测得的一组电磁强度Ei和距离Hi数据，经线性回归分析则可得到对数磁矩1g(2M)值和衰减指数α值；

④测量计算被测混凝土板厚度值的对数距离1gH，则距离H根据公式(3)计算：H＝1g^-1{[1g(2M)一1gE]/α}(3)，测量得到一个电磁场强度E值，根据公式(3)就可计算得到一个对应距离H值，完成混凝土板厚度测量。

本发明磁偶极子发射传感器及磁偶极子接收传感器分别对应放置在被测混凝土板两侧面上，测量混凝土板厚度值的距离H。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1、本发明的测厚原理是利用电磁波随距离的衰减特性，根据电磁波强度衰减，换算成测量混凝土板的厚度，因此实现了非破损测量，省时省力，实用性强。

2、本发明测厚原理中的各测量计算元素为线性关系，不引入误差分量，因此测量的精确度高、测量结果准确、满足工程质量评定要求。

3、本发明测量原理制造的测量仪器电路简单，体积小，成本低，测量快捷方便，测量结果数字显示直观。

附图说明

图1是本发明实施例的组成电路原理方块图。

图1中：1为发射传感器、2为接收传感器、3为信号数据处理器、4为数字显示器、5为数据储存器。

图2是本发明电磁场强度E和距离H的对数线性关系曲线图。图2中：1gE为对数磁场强度，1gH为对数距离，1g(2M)为对数磁矩的截距，α为衰减指数的斜率。

具体实施方式

参照图1、图2本发明测厚原理是利用电磁波随距离的衰减特性，磁偶极子产生的电磁场在空间某一点的磁场强度，除与磁偶极子的磁矩即源强度大小有关外，还与空间某一点到源点的距离有关。图1中磁偶极子发射传感器1产生电磁场，电磁场在介质即被测混凝土板中传播后由磁偶极子接收传感器2接收，在磁偶极子轴线上的磁场强度可根据公式(1)计算，E＝2M/H^α(1)，公式(1)中E为磁场强度，M为磁矩，H为距离，α为衰减指数。实施例磁场强度E的产生发射或接收由图1中的磁偶极子发射器1和接收传感器2两个部件完成。制作发射传感器1产生发射电磁场的线圈直径为3至20厘米，线圈匝数为5至1000匝。制作接收传感器2接收电磁强的线圈直径为2至10厘米，线圈匝数为5至1000匝。

由公式(1)可知，制作一个磁矩M为常数的磁偶极子发射传感器1及接收传感器2，作测量电磁场强度E的传感器，实施例只要保证发射器传感器1中通入电流恒定，即能保证磁矩M为常数。接收传感器2接收电磁场后输入信号数据处理器3、数据储存器5进行数据处理及计算和进行数据存储。

本发明衰减指数α可通过试验率定得到，采用标准率定器测量，实施例采用标定尺，改变距离H的大小，测得对应的电磁场强度E，则可测得一组电磁场强度Ei和距离Hi的数据，式中i为i＝1，2，3，……n的自然数。

参照图2，对公式(1)取对数，得到电磁场强度对数计算公式(2)为：1gE＝1g(2M)一α1gH(2)，由公式(2)计算得到一组电磁强度Ei和距离Hi为对数线性关系曲线，对数磁矩1g(2M)和衰减指数α分别为图2中对线性关系曲线的截距和斜率，根据数学线性回归分析可得到对数磁矩1g(2M)值和衰减指数α值，计算过程由图1中的信号数据处理器3完成，计算得到衰减指数α值，计算结果由数据储存器5储存。

本发明测量计算被测混凝土板厚度值，即为公式(2)中对数距离1gE，则距离H可根据公式(3)计算，H＝1g^-1{[1g(2M)一1gE]/α}(3)，由公式(3)可知，测量一个电磁场强度E值，就可计算得到一个对应的距离H值，即完成混凝土板厚度测量。测量厚度值由图1中的数字显示器4直接显示。

本发明磁偶极子发射传感器1及磁偶极子接收传感器2分别对应置放在被测混凝土板两侧面上，实施例把图1中的信号数据处理器3、数字显示器4、数据储存器5采用集成电路芯片制作成主机结构，接收传感器2通过电缆线与主机连接，接收传感器2接收的磁场强度E通过电缆线输入主机数据处理后，可获得测量厚度值，本发明测量厚度范围可达50至300毫米，测厚准确度误差不超过士2毫米，满足工程质量评定要求。

Claims (2)

1、一种测量混凝土板厚度的方法，其特征在于包括步骤：

①用磁偶极子发射传感器产生电磁场，电磁场在介质中传播后由磁偶极子接收传感器接收，在磁偶极子轴线上的磁场强度根据公式(1)计算，E＝2M/H^α(1)，公式(1)中：E为距磁偶极子距离H点上的电磁场强度，M为磁偶极子的磁矩，H为距磁偶极子的距离，α为衰减指数；

②设计一个磁矩M为常数的磁偶极子发射传感器及磁偶极子接收传感器，作测量电磁场强度E的传感器；

③用标准率定器测量，改变距离H的大小，测得对应的电磁场强度E，则测量一组电磁场强度Ei和距离Hi的数据，式中i为i＝1，2，3，至n的自然数，对公式(1)取对数，得到电磁场强度对数计算公式(2)为：1gE＝1g(2M)-α1gH(2)，由公式(2)计算得到一组电磁场强度E和距离Hi为对数线性关系曲线，对数磁矩1g(2M)和衰减指数α分别为对数线性关系曲线中的截距和斜率；

根据测得的一组电磁场强度Ei和距离Hi数据，经线性回归分析则可得到对数磁矩1g(2M)值和衰减指数α值；

④测量计算被测混凝土板厚度值的对数距离1gH，则距离H根据公式(3)计算：H＝1g^-1{[1g(2M)-1gE]/α}(3)，测量得到一个电磁场强度E值，根据公式(3)就可计算得到一个对应距离H值，完成混凝土板厚度测量。

2、根据权利要求1所述的一种测量混凝土板厚度的方法，其特征在于磁偶极子发射传感器及磁偶极子接收传感器分别对应置放在被测混凝土板两侧面上，测量混凝土板厚度值的距离H。

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