基于渦流陣列的鋼筋混凝土無損檢測研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的好壞直接決定基礎(chǔ)工程的耐久性和安全性，而保證該結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要指標就是鋼筋位置和保護層厚度。因此，快速、準確的檢測這兩項指標，對建筑工程項目驗收以及現(xiàn)代化建設(shè)有著重大的意義。
　　 渦流陣列檢測技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一項新型無損檢測技術(shù)，借助于高性能處理器對激勵時序和響應(yīng)信號進行快速控制與處理，實現(xiàn)對待測導(dǎo)體快速、有效檢測?；谶@種檢測技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，本文將其用于檢測混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋位置和保護層的厚度，并搭建

2、了實驗平臺進行測試。
　　 根據(jù)項目開發(fā)需求，完成了渦流陣列傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件電路設(shè)計和軟件編寫。渦流陣列傳感器的設(shè)計包括激勵線圈和檢測線圈的設(shè)計，整體結(jié)構(gòu)建模與仿真分析;硬件部分主要以基于ARMCortex-M3內(nèi)核的STM32處理器為核心，由激勵線圈驅(qū)動模塊、信號采集與調(diào)理放大模塊、LCD顯示與電源模塊等部分組成。當系統(tǒng)上電工作時，STM32處理器產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波信號，送入傳感器的激勵線圈，產(chǎn)生脈沖磁場作用于鋼筋

3、，鋼筋由于渦流效應(yīng)產(chǎn)生的二次場反作用于檢測線圈，引起檢測線圈上產(chǎn)生瞬變的感應(yīng)電壓信號，通過調(diào)理后由STM32自帶的ADC模塊進行采集并由系統(tǒng)實時分析處理，最終在LCD界面實時顯示鋼筋位置與保護層厚度信息;軟件部分利用Keilu Vision4開發(fā)工具，完成主程序設(shè)計、脈沖激勵時序模擬程序設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與處理程序設(shè)計。利用MATLAB軟件工具對待測信號進行預(yù)處理，通過數(shù)字低通濾波器和小波變換實現(xiàn)對采樣信號濾波與去噪，提高采樣信號的信噪比。

4、利用C++Builder6.0工具完成上位機軟件的設(shè)計，實現(xiàn)對實時采樣信號進行分析，為系統(tǒng)實現(xiàn)對混凝土中的鋼筋進行定位與保護層測量的算法推導(dǎo)提供理論依據(jù)。
　　 搭建了實驗平臺進行測試，將實時采樣數(shù)據(jù)上傳到上位機進行分析。通過對鋼筋在不同位置和不同深度處時對應(yīng)的檢測線圈上瞬態(tài)電壓曲線進行量化，找出了檢測線圈上的感應(yīng)電壓特征量變化與鋼筋位置和保護層厚度改變的對應(yīng)關(guān)系，并推導(dǎo)出了對于鋼筋在不同深度進行判定的檢測算法，實現(xiàn)了對鋼筋進行