CN2366823Y - 电磁感应式钢筋扫描仪 - Google Patents

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黄浩华
王绍荣
杨学山
李忠良
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Abstract

本实用新型电磁感应式钢筋扫描仪涉及一种建筑工程钢筋混凝土构件质量检测仪,它是由冂形硅钢片叠成的铁芯,两端分别套装驱动线圈L1和感应线圈L2,构成探头,主机电子线路由信号提取单元、自动增益线性补偿单元、检波调零单元和数字显示单元组成。结构简单,携带方便,可对钢筋混凝土构件中进行钢筋位置、直径及保护厚度检测。

Description

电磁感应式钢筋扫描仪
本实用新型涉及一种建筑工程中钢筋混凝土构件的质量检测仪。
目前，对钢筋混凝土构件中钢筋的检测通常采用破损，有时会造成构件失效，对无破损检测钢筋混凝土构件中的钢筋位置，混凝土保护层厚度及钢筋直径及其各种参数只能单项检测或只能检测部分参数，因此费时、费力，使用仪器品种较多，综合成本高。
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，对建筑工程中钢筋混凝土构件的钢筋位置、钢筋直径、混凝土保护层厚度及参数进行检测的电磁感应式钢筋扫描仪。
为了达到上述目的，本实用新型是由形硅钢片叠成的铁芯，两端分别套装驱动线圈L1和感应线圈L2，构成探头，主机电子线路由信号提取单元、自动增益线性补偿单元、检波调零单元和数字显示单元组成。
本实用新型的优点是：
(1)结构简单，操作方便，体积小，重量轻，便于携带；
(2)采用本实用新型可对“钢筋混凝土构件中钢筋位置”中钢筋直径及混凝土保护层厚度等参数直接检测；
(3)省时、省力，综合成本低。
附图说明：
图1是主机结构方框图；
图2是主机方框原理图；
图3是本实用新型的电路原理图；
图4是本实用新型的测量探头结构示意图。
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
由图1-图4可知，本实用新型是由形硅钢片叠成的铁芯，两端分别套装驱动线圈L1和感应线圈L2，构成探头，主机电子线路由信号提取单元、自动增益线性补偿单元、检波调零单元和数字显示单元组成。
所述的信号提取单元是由运算放大器IC1、场效应管Q、二极管D1、电阻R1、R6、电位器W1、W2、电容C1-C3组成等幅定频正弦振荡器，由运算放大器IC2、电阻R9-R12、电位器W2、电容C4组成相位平衡器，由电阻R10、电位器W4和电容C4组成移位相网络，由运算放大器IC3、IC4、电阻R12-R18和电容C5-C8组成对应幅值平衡和相位平衡的两个带通滤波器，由运算放大器IC5、电阻R18-R23和电容C9组成减法器，减法器输出端经电阻R22和R23分压后接至自动增益线性补偿单元的输入端电容C9。
所述的由运算放大器IC6、场效应管Q2、二极管D2、电阻R24-R31、电位器W5、电容C10-C13组成的非线性自动增益放大器，运算放大器IC6的输出端连接至由运算放大器IC7、电阻R32-R34、电容C14-C15组成的带通滤波器，运算放大器IC7的输出经电容C16隔直后送至检波调零单元的电阻R40的输入端。
所述的运算放大器IC8、IC9、二极管D1-D6、电阻R35-R39组成检波器，由运算放大器IC10、电阻R40-R42、电容C17、C18组成低通滤波器，由电阻R42、电位器W6组成零位调节电路，由运算放大器IC10、电阻R40-R42、电容C17、C18组成低通滤波器，由电阻R42、电位器W6组成零位调节电路，由运算放大器IC10的输出连数字显示单元的电阻R44的输入端。
所述的由运算放大器IC11、电阻R44-R46组成缓冲放大器，运算放大器IC11的输出端接至数字电压表DM。
本实用新型工作原理：感应线圈L2为3，外壳为4和输出插座为5组成。“”形铁芯1采用硅钢片叠成，“”形铁芯1二端为二个探测磁极，与被测钢筋形成磁回路。驱动线圈L12和感应线圈L23采用薄型线圈，分别置于“  ”形铁芯的两极中央位置，形成松耦合。驱动线圈中驱动信号由主机中振荡器提取，在磁芯中形成交变磁通，交变磁通随着被测钢筋有或无，钢筋粗细和距磁极的远近而变化，在感应线圈中感应出相应电压。驱动信号和感应信号通过多芯电缆送入主机。振荡器输出一个等幅定频的正弦信号，送入测量探头中的驱动线圈，在铁芯中产生交变磁场，通过耦合在感应线圈中感应初始电磁信号，同时通过幅值平衡器给出一个参考讯号，相位平衡器使初始感应电压在相位上与参考信号一致，并各自通过带通滤波器滤除高次谐波，经减法器实现无钢筋时在幅值和相位二参数平衡，输出为零。当测量探头接近钢筋时，感应线圈中的电压将比幅值平衡器输出的参考电压高，因而减法器输出有用信号，以实现微弱信号提取的目的。
自动增益线性补偿单元由非线性自动增益放大器8、带通滤波器9组成。非线性自动增益放大器将减法器输出的微弱信号进行放大，由于测量探头距钢筋距离远时，信号衰减很快，经放大器可以提升弱信号，以达改善线性，加大探测深度的目的。其输出再经过一个带通滤波器，使其波形更光滑，进一步减小谐波的影响。
检波调零单元由检波器10、低通滤波器和零位调节器11组成。将自动增益线性补偿单元输出的信号进行检波，并通过低通滤波形成直流输出，由于在无钢筋时周围磁场影响会有一定残余电压输出，为消除此残余电压，设置有零位调节器，以达输出为零。
数字显示单元由缓冲放大器12和数字电压表13组成，用以显示检波调零单元的输出电压，亦即显示不同钢筋直径在不同混凝土保护层厚度下的感应电压。

Claims (5)

1、一种电磁感应式钢筋扫描仪，由铁芯、主机电子线路组成，其特征在于：由形硅钢片叠成的铁芯，两端分别套装驱动线圈L1和感应线圈L2，构成探头，主机电子线路由信号提取单元、自动增益线性补偿单元、检波调零单元和数字显示单元组成。
2、按照权利要求1所述的电磁感应式钢筋扫描仪，其特征在于：信号提取单元是由运算放大器IC1、场效应管Q、二极管D1、电阻R1、R6、电位器W1、W2、电容C1-C3组成等幅定频正弦振荡器，由运算放大器IC2、电阻R9-R12、电位器W2、电容C4组成相位平衡器，由电阻R10、电位器W4和电容C4组成移位相网络，由运算放大器IC3、IC4、电阻R12-R18和电容C5-C8组成对应幅值平衡和相位平衡的两个带通滤波器，由运算放大器IC5、电阻R18-R23和电容C9组成减法器，减法器输出端经电阻R22和R23分压后接至自动增益线性补偿单元的输入端电容C9。
3、按照权利要求1所述的电磁感应式钢筋扫描仪，其特征在于：由运算放大器IC6、场效应管Q2、二极管D2、电阻R24-R31、电位器W5、电容C10-C13组成的非线性自动增益放大器，运算放大器IC6的输出端连接至由运算放大器IC7、电阻R32-R34、电容C14-C15组成的带通滤波器，运算放大器IC7的输出经电容C16隔直后送至检波调零单元的电阻R40的输入端。
4、按照权利要求1或3所述的电磁感应式钢筋扫描仪，其特征在于：运算放大器IC8、IC9、二极管D1-D6、电阻R35-R39组成检波器，由运算放大器IC10、电阻R40-R42、电容C17、C18组成低通滤波器，由电阻R42、电位器W6组成零位调节电路，由运算放大器IC10、电阻R40-R42、电容C17、C18组成低通滤波器，由电阻R42、电位器W6组成零位调节电路，由运算放大器IC10的输出连数字显示单元的电阻R44的输入端。
5、按照权利要求1所述的电磁感应式钢筋扫描仪，其特征在于：由运算放大器IC11、电阻R44-R46组成缓冲放大器，运算放大器IC11的输出端接至数字电压表DM。
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