基于渦流陣列的鋼筋混凝土無(wú)損檢測(cè)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(biāo)就是鋼筋位置和保護(hù)層厚度。因此，快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)這兩項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)建筑工程項(xiàng)目驗(yàn)收以及現(xiàn)代化建設(shè)有著重大的意義。
　　 渦流陣列檢測(cè)技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一項(xiàng)新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，借助于高性能處理器對(duì)激勵(lì)時(shí)序和響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行快速控制與處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)導(dǎo)體快速、有效檢測(cè)?；谶@種檢測(cè)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，本文將其用于檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋位置和保護(hù)層的厚度，并搭建

2、了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。
　　 根據(jù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)需求，完成了渦流陣列傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編寫(xiě)。渦流陣列傳感器的設(shè)計(jì)包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈的設(shè)計(jì)，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(lì)線圈驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)采集與調(diào)理放大模塊、LCD顯示與電源模塊等部分組成。當(dāng)系統(tǒng)上電工作時(shí)，STM32處理器產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波信號(hào)，送入傳感器的激勵(lì)線圈，產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)作用于鋼筋

3、，鋼筋由于渦流效應(yīng)產(chǎn)生的二次場(chǎng)反作用于檢測(cè)線圈，引起檢測(cè)線圈上產(chǎn)生瞬變的感應(yīng)電壓信號(hào)，通過(guò)調(diào)理后由STM32自帶的ADC模塊進(jìn)行采集并由系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析處理，最終在LCD界面實(shí)時(shí)顯示鋼筋位置與保護(hù)層厚度信息;軟件部分利用Keilu Vision4開(kāi)發(fā)工具，完成主程序設(shè)計(jì)、脈沖激勵(lì)時(shí)序模擬程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與處理程序設(shè)計(jì)。利用MATLAB軟件工具對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)數(shù)字低通濾波器和小波變換實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣信號(hào)濾波與去噪，提高采樣信號(hào)的信噪比。

4、利用C++Builder6.0工具完成上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)采樣信號(hào)進(jìn)行分析，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土中的鋼筋進(jìn)行定位與保護(hù)層測(cè)量的算法推導(dǎo)提供理論依據(jù)。
　　 搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試，將實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)鋼筋在不同位置和不同深度處時(shí)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)線圈上瞬態(tài)電壓曲線進(jìn)行量化，找出了檢測(cè)線圈上的感應(yīng)電壓特征量變化與鋼筋位置和保護(hù)層厚度改變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并推導(dǎo)出了對(duì)于鋼筋在不同深度進(jìn)行判定的檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼筋進(jìn)行