專利名稱：一種測(cè)量混凝土板厚度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程建筑質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域中的一種測(cè)量混凝土板厚度的方法，特別適用于現(xiàn)澆混凝土板厚度的非破損測(cè)量的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
在建筑結(jié)構(gòu)中，有許多現(xiàn)澆混凝土板，板的厚度是工程驗(yàn)收需檢驗(yàn)的質(zhì)量指標(biāo)之一。但一般在建筑構(gòu)件中板的四周封閉，沒有可供直接用直尺測(cè)量的截面，如房間內(nèi)樓板，某些墻體，在工程驗(yàn)收時(shí)，以往是在板上打孔，從孔中量其厚度，這樣一是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，二是對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破損。目前國(guó)內(nèi)外無損檢測(cè)這類板的厚度，大多采用聲波或超聲波的方法或用電磁超聲方法。這類方法測(cè)量誤差一般在5％至10％之間，如板厚15cm，誤差為0.75至1.5cm，該誤差就不能滿足質(zhì)量評(píng)定的要求。因此提供一種無破損、而且測(cè)量精度準(zhǔn)確的混凝土板厚度測(cè)量方法，已經(jīng)是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中迫切解決的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種利用電磁波隨距離的衰減特性進(jìn)行非破損測(cè)量混凝土板厚度的方法，且本發(fā)明還具有測(cè)量精度準(zhǔn)確、測(cè)量快捷方便、測(cè)量?jī)x器電路簡(jiǎn)單、體積小、成本低等特點(diǎn)。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，它包括步驟①用磁偶極子發(fā)射傳感器產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)在介質(zhì)中傳播后由磁偶極子接收傳感器接收，在磁偶極子軸線上的磁場(chǎng)強(qiáng)度根據(jù)公式(1)計(jì)算，E＝2M/Hα(1)，公式(1)中E為距磁偶極子距離為H點(diǎn)上的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，M為磁偶極子的磁矩，H為距磁偶極子的距離，α為衰減指數(shù)；
②設(shè)計(jì)一個(gè)磁矩M為常數(shù)的磁偶極子發(fā)射傳感器及磁偶極子接收傳感器，作測(cè)量電磁場(chǎng)強(qiáng)度E的傳感器；③用標(biāo)準(zhǔn)率定器測(cè)量，改變距離H的大小，測(cè)得對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度E，則測(cè)量一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度Ei和距離Hi的數(shù)據(jù)，式中i為i＝1，2，3，至n的自然數(shù)，對(duì)公式(1)取對(duì)數(shù)，得到電磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)數(shù)計(jì)算公式(2)為1gE＝1g(2M)-α1gH(2)，由公式(2)計(jì)算得到一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度Ei和距離Hi為對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線，對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)和衰減指數(shù)α分別為對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線中的截距和斜率；根據(jù)測(cè)得的一組電磁強(qiáng)度Ei和距離Hi數(shù)據(jù)，經(jīng)線性回歸分析則可得到對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)值和衰減指數(shù)α值；④測(cè)量計(jì)算被測(cè)混凝土板厚度值的對(duì)數(shù)距離1gH，則距離H根據(jù)公式(3)計(jì)算H＝1g-1{[1g(2M)-1gE]/α}(3)，測(cè)量得到一個(gè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度E值，根據(jù)公式(3)就可計(jì)算得到一個(gè)對(duì)應(yīng)距離H值，完成混凝土板厚度測(cè)量。
本發(fā)明磁偶極子發(fā)射傳感器及磁偶極子接收傳感器分別對(duì)應(yīng)放置在被測(cè)混凝土板兩側(cè)面上，測(cè)量混凝土板厚度值的距離H。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的測(cè)厚原理是利用電磁波隨距離的衰減特性，根據(jù)電磁波強(qiáng)度衰減，換算成測(cè)量混凝土板的厚度，因此實(shí)現(xiàn)了非破損測(cè)量，省時(shí)省力，實(shí)用性強(qiáng)。
2、本發(fā)明測(cè)厚原理中的各測(cè)量計(jì)算元素為線性關(guān)系，不引入誤差分量，因此測(cè)量的精確度高、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、滿足工程質(zhì)量評(píng)定要求。
3、本發(fā)明測(cè)量原理制造的測(cè)量?jī)x器電路簡(jiǎn)單，體積小，成本低，測(cè)量快捷方便，測(cè)量結(jié)果數(shù)字顯示直觀。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的組成電路原理方塊圖。
圖1中1為發(fā)射傳感器、2為接收傳感器、3為信號(hào)數(shù)據(jù)處理器、4為數(shù)字顯示器、5為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器。
圖2是本發(fā)明電磁場(chǎng)強(qiáng)度E和距離H的對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線圖。圖2中1gE為對(duì)數(shù)磁場(chǎng)強(qiáng)度，1gH為對(duì)數(shù)距離，1g(2M)為對(duì)數(shù)磁矩的截距，α為衰減指數(shù)的斜率。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1、圖2本發(fā)明測(cè)厚原理是利用電磁波隨距離的衰減特性，磁偶極子產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在空間某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，除與磁偶極子的磁矩即源強(qiáng)度大小有關(guān)外，還與空間某一點(diǎn)到源點(diǎn)的距離有關(guān)。圖1中磁偶極子發(fā)射傳感器1產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)在介質(zhì)即被測(cè)混凝土板中傳播后由磁偶極子接收傳感器2接收，在磁偶極子軸線上的磁場(chǎng)強(qiáng)度可根據(jù)公式(1)計(jì)算，E＝2M/Hα(1)，公式(1)中E為磁場(chǎng)強(qiáng)度，M為磁矩，H為距離，α為衰減指數(shù)。實(shí)施例磁場(chǎng)強(qiáng)度E的產(chǎn)生發(fā)射或接收由圖1中的磁偶極子發(fā)射器1和接收傳感器2兩個(gè)部件完成。制作發(fā)射傳感器1產(chǎn)生發(fā)射電磁場(chǎng)的線圈直徑為3至20厘米，線圈匝數(shù)為5至1000匝。制作接收傳感器2接收電磁強(qiáng)的線圈直徑為2至10厘米，線圈匝數(shù)為5至1000匝。
由公式(1)可知，制作一個(gè)磁矩M為常數(shù)的磁偶極子發(fā)射傳感器1及接收傳感器2，作測(cè)量電磁場(chǎng)強(qiáng)度E的傳感器，實(shí)施例只要保證發(fā)射器傳感器1中通入電流恒定，即能保證磁矩M為常數(shù)。接收傳感器2接收電磁場(chǎng)后輸入信號(hào)數(shù)據(jù)處理器3、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及計(jì)算和進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
本發(fā)明衰減指數(shù)α可通過試驗(yàn)率定得到，采用標(biāo)準(zhǔn)率定器測(cè)量，實(shí)施例采用標(biāo)定尺，改變距離H的大小，測(cè)得對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度E，則可測(cè)得一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度Ei和距離Hi的數(shù)據(jù)，式中i為i＝1，2，3，……n的自然數(shù)。
參照?qǐng)D2，對(duì)公式(1)取對(duì)數(shù)，得到電磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)數(shù)計(jì)算公式(2)為1gE＝1g(2M)-α1gH (2)，由公式(2)計(jì)算得到一組電磁強(qiáng)度Ei和距離Hi為對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線，對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)和衰減指數(shù)α分別為圖2中對(duì)線性關(guān)系曲線的截距和斜率，根據(jù)數(shù)學(xué)線性回歸分析可得到對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)值和衰減指數(shù)α值，計(jì)算過程由圖1中的信號(hào)數(shù)據(jù)處理器3完成，計(jì)算得到衰減指數(shù)α值，計(jì)算結(jié)果由數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器5儲(chǔ)存。
本發(fā)明測(cè)量計(jì)算被測(cè)混凝土板厚度值，即為公式(2)中對(duì)數(shù)距離1gH，則距離H可根據(jù)公式(3)計(jì)算，H＝1g-1{[1g(2M)-1gE]/α} (3)，由公式(3)可知，測(cè)量一個(gè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度E值，就可計(jì)算得到一個(gè)對(duì)應(yīng)的距離H值，即完成混凝土板厚度測(cè)量。測(cè)量厚度值由圖1中的數(shù)字顯示器4直接顯示。
本發(fā)明磁偶極子發(fā)射傳感器1及磁偶極子接收傳感器2分別對(duì)應(yīng)置放在被測(cè)混凝土板兩側(cè)面上，實(shí)施例把圖1中的信號(hào)數(shù)據(jù)處理器3、數(shù)字顯示器4、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器5采用集成電路芯片制作成主機(jī)結(jié)構(gòu)，接收傳感器2通過電纜線與主機(jī)連接，接收傳感器2接收的磁場(chǎng)強(qiáng)度E通過電纜線輸入主機(jī)數(shù)據(jù)處理后，可獲得測(cè)量厚度值，本發(fā)明測(cè)量厚度范圍可達(dá)50至300毫米，測(cè)厚準(zhǔn)確度誤差不超過士2毫米，滿足工程質(zhì)量評(píng)定要求。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量混凝土板厚度的方法，其特征在于包括步驟①用磁偶極子發(fā)射傳感器產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)在介質(zhì)中傳播后由磁偶極子接收傳感器接收，在磁偶極子軸線上的磁場(chǎng)強(qiáng)度根據(jù)公式(1)計(jì)算，E＝2M/Hα(1)，公式(1)中E為距磁偶極子距離H點(diǎn)上的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，M為磁偶極子的磁矩，H為距磁偶極子的距離，α為衰減指數(shù)；②設(shè)計(jì)一個(gè)磁矩M為常數(shù)的磁偶極子發(fā)射傳感器及磁偶極子接收傳感器，作測(cè)量電磁場(chǎng)強(qiáng)度E的傳感器；③用標(biāo)準(zhǔn)率定器測(cè)量，改變距離H的大小，測(cè)得對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度E，則測(cè)量一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度Ei和距離Hi的數(shù)據(jù)，式中i為i＝1，2，3，至n的自然數(shù)，對(duì)公式(1)取對(duì)數(shù)，得到電磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)數(shù)計(jì)算公式(2)為1gE＝1g(2M)-α1gH(2)，由公式(2)計(jì)算得到一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度E和距離Hi為對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線，對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)和衰減指數(shù)α分別為對(duì)數(shù)線性關(guān)系曲線中的截距和斜率；根據(jù)測(cè)得的一組電磁場(chǎng)強(qiáng)度Ei和距離Hi數(shù)據(jù)，經(jīng)線性回歸分析則可得到對(duì)數(shù)磁矩1g(2M)值和衰減指數(shù)α值；④測(cè)量計(jì)算被測(cè)混凝土板厚度值的對(duì)數(shù)距離1gH，則距離H根據(jù)公式(3)計(jì)算H＝1g-1{[1g(2M)-1gE]/α}(3)，測(cè)量得到一個(gè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度E值，根據(jù)公式(3)就可計(jì)算得到一個(gè)對(duì)應(yīng)距離H值，完成混凝土板厚度測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量混凝土板厚度的方法，其特征在于磁偶極子發(fā)射傳感器及磁偶極子接收傳感器分別對(duì)應(yīng)置放在被測(cè)混凝土板兩側(cè)面上，測(cè)量混凝土板厚度值的距離H。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量混凝土板厚度的方法，它涉及工程建筑質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域中的現(xiàn)澆混凝土板厚度的非破損測(cè)量的檢測(cè)。本發(fā)明測(cè)厚原理是采用電磁波隨距離的衰減特性，磁偶極子產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在空間某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度E，除與磁矩M即源強(qiáng)度大小有關(guān)外，還與空間某一點(diǎn)到源點(diǎn)的距離H有關(guān)，則E與H的關(guān)系為E＝2M/H
文檔編號(hào)G01B7/02GK1598485SQ20041001245
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者楊成林, 孫福印 申請(qǐng)人:廊坊開發(fā)區(qū)大地工程檢測(cè)技術(shù)開發(fā)有限公司