同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備和方法
【專利摘要】一種同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備和方法。同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋為同軸電纜結(jié)構(gòu)，由若干縱筋和箍筋構(gòu)成內(nèi)、外導(dǎo)體。介電常數(shù)測量設(shè)備含控制服務(wù)器、微處理器、信號(hào)源、功分器、測量連接端口等?？刂品?wù)器通過通信接口與微處理器通信，對被測同軸一維鋼筋混凝土的測量進(jìn)行控制。測量流程包括控制服務(wù)器程序流程和微處理器程序流程。根據(jù)微處理器程序流程的參數(shù)計(jì)算子程序得到混凝土構(gòu)件的介電常數(shù)值。測量混凝土介電常數(shù)的變化，監(jiān)測混凝土健康狀況。本發(fā)明在不改變混凝土材料和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，使得混凝土材料自身成為一種傳感材料，根據(jù)測量的混凝土介電常數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土構(gòu)件健康狀態(tài)。
【專利說明】
同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備和方法
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料檢測范疇，涉及混凝土質(zhì)量監(jiān)測，具體是同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備和測量方法。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土是土木工程結(jié)構(gòu)中使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)材料，混凝土結(jié)構(gòu)材料的損傷會(huì)嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)的整體性、影響結(jié)構(gòu)的耐久性、甚至直接危害工程結(jié)構(gòu)的安全性，因此，混凝土材料損傷檢測或監(jiān)測是工程質(zhì)量檢查與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的重要內(nèi)容。對混凝土構(gòu)件進(jìn)行實(shí)時(shí)有效檢測和實(shí)時(shí)監(jiān)測，科學(xué)地掌握混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的動(dòng)態(tài)變化，對及時(shí)采取災(zāi)害防治措施、提高結(jié)構(gòu)的運(yùn)營效率、實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)全生命周期的可持續(xù)綠色發(fā)展、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有極其重大的意義。
[0003]在當(dāng)今社會(huì)飛速發(fā)展的形勢下，各種混凝土的質(zhì)量檢測有了不同程度的提高。專利號(hào)ZL201520402418.5《鋼筋同軸電纜結(jié)構(gòu)一維混凝土健康監(jiān)測階躍測試》，給出了一種對鋼筋同軸電纜結(jié)構(gòu)一維混凝土的健康監(jiān)測方法，但是不論測試精度還是可靠性、穩(wěn)定性還有待提尚。
[0004]專利號(hào)ZL201310029782.7《以鋼筋為電極的混凝土監(jiān)控檢測儀及其監(jiān)控檢測方法》利用鋼筋做電極，檢測兩個(gè)鋼筋電極之間的電參數(shù)，判斷混凝土裂縫。本法明提出了一種方法，但沒有根據(jù)鋼筋混凝土的不同結(jié)構(gòu)給出不同的測試方法。
[0005 ]專利號(hào)ZL201210199 249.0《以鋼筋為電極的混凝土裂縫檢測儀》，利用發(fā)射電極激勵(lì)信號(hào)和接收電極的響應(yīng)信號(hào)之間的關(guān)系，判斷混凝土裂縫。本發(fā)明主要局限在檢測混凝土的裂縫，沒有檢測其他的異常行為，存在局限性。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種不需改變混凝土材料和設(shè)計(jì)方法，將混凝土構(gòu)件自身成為一種傳感材料，根據(jù)混凝土材料在不同齡期、不同健康狀況下呈現(xiàn)出不同介電常數(shù)，采用基于頻域反射的方法對混凝土構(gòu)件的介電常數(shù)進(jìn)行檢測，監(jiān)測混凝土各階段的健康狀況。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的:混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備與被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體共同完成測量。同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋為同軸電纜結(jié)構(gòu)，有外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體，外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體均由若干箍筋、縱筋組合而成，縱筋沿同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件軸向分布，箍筋沿橫截面方向分布，內(nèi)導(dǎo)體位于鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部的中心位置、與外導(dǎo)體形狀一致但箍筋尺寸小于外導(dǎo)體，外導(dǎo)體位于混凝土構(gòu)件的外邊，并滿足一維混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。
[0008]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備由控制服務(wù)器、微處理器、信號(hào)源、功分器、信號(hào)放大器、測量連接端口和定向耦合器、反射信號(hào)處理電路、混頻器、混頻信號(hào)處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及程控衰減器組成。微處理器通過通信接口連接控制服務(wù)器上。
[0009]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備連接在連接電纜上，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)、外導(dǎo)體相連，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體與連接電纜外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)導(dǎo)體連接。
[0010]微處理器連接信號(hào)源、程控衰減器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)源的信號(hào)輸入功分器，功分器將信號(hào)源信號(hào)分成兩路，一路送到混頻器，一路送入信號(hào)放大器組和程控衰減器組連接的電路;信號(hào)放大器組和程控衰減器組連接的電路的輸出信號(hào)連接到定向耦合器，定向耦合器將輸入信號(hào)送給測量連接端口，并從測量連接端口接收反射信號(hào)，將接收到的測量連接端口的反射信號(hào)送給反射信號(hào)處理電路，反射信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)連接到混頻器;混頻器的輸出信號(hào)送入混頻信號(hào)處理電路，混頻信號(hào)處理電路輸出送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出送給微處理器。被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體縱筋數(shù)量均不小于6根。
[0011]同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件橫截面為圓形或橢圓形或正方形或長方形。
[0012]采用混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行測量;在測量前，將被測一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)、外導(dǎo)體相連，連接電纜為同軸電纜;被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體與連接電纜外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)導(dǎo)體連接;混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備的測量連接端口與連接電纜連接。
[0013]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備中的控制服務(wù)器通過與微處理器的通信，對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量進(jìn)行控制，控制服務(wù)器對微處理器下達(dá)控制命令，設(shè)置測量參數(shù)，同時(shí)微處理器將測量結(jié)果發(fā)送給控制服務(wù)器。
[0014]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量流程包括控制服務(wù)器程序流程和微處理器程序流程;微處理器程序流程中包括微處理器主程序、定時(shí)器A中斷程序、定時(shí)器B中斷程序、參數(shù)計(jì)算子程序。
[0015]控制服務(wù)器程序流程:
[0016]第一步:向微處理器發(fā)出設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)命令，發(fā)出的系統(tǒng)參數(shù)包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣頻率Fade，信號(hào)源最低頻率Flow，信號(hào)源最高頻率Fhigh，信號(hào)源步進(jìn)次數(shù)Cstep，信號(hào)源步進(jìn)時(shí)間間隔Tstep，被測混凝土構(gòu)件長度L，程控衰減器衰減參數(shù)，進(jìn)入第二步；
[0017]第二步:接收微處理器測量數(shù)據(jù)，返回第一步。
[0018]微處理器主程序:
[0019]第一步，接收控制服務(wù)器發(fā)出的控制參數(shù)命令，并執(zhí)行控制服務(wù)器發(fā)出的參數(shù)命令，令數(shù)組長度為DmaX，DmaX等于采樣頻率Fadc乘以信號(hào)源步進(jìn)次數(shù)Cstep乘以信號(hào)源步進(jìn)時(shí)間間隔Tstep: Dmax = Fadc X Cstep XTstep;定義模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組，用DATAadc表示，數(shù)組長度為Dmax，進(jìn)入第二步；
[0020]第二步，設(shè)置定時(shí)器A的定時(shí)時(shí)間為I除以采樣頻率Fadc;設(shè)置定時(shí)器B的定時(shí)時(shí)間為Tst印，進(jìn)入第三步；
[0021]第三步，設(shè)置如下變量的值，歩進(jìn)計(jì)數(shù)CntStep等于O;信號(hào)頻率Fsignal等于Flow;頻率計(jì)數(shù)Fcnt等于O;數(shù)據(jù)下標(biāo)Idata等于O;計(jì)算標(biāo)志Fcal等于O，設(shè)置步進(jìn)頻率Fstep等于Fhigh 減去 Flow，其差除以 Cstep: Fstep = (Fhigh_Flow)/Cstep，進(jìn)入第四步；
[0022]第四步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第五步；
[0023]第五步，設(shè)置定時(shí)器A在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器A中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器A中斷程序;設(shè)置定時(shí)器B在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器B中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器B中斷程序，進(jìn)入第六步；
[0024]第六步，判斷Fcal是否等于I?如果等于I，則進(jìn)入第七步，如果不等于I，返回第六步；
[0025]第七步，設(shè)置Fcal等于O，調(diào)用參數(shù)計(jì)算子程序，將參數(shù)計(jì)算結(jié)果送給控制服務(wù)器，返回第六步。
[0026]微處理器程序流程中的定時(shí)器A中斷程序:
[0027]第一步:采集模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到DATAadc[Idata]，令I(lǐng)data等于Idata+Ι，進(jìn)入第二步；
[0028]第二步:判斷CntStep是否等于0?如果CntStep等于O，則進(jìn)入第三步，如果CntStep不等于O，則令Fcnt等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序；
[0029]第三步，判斷Fcnt是否等于I?如果等于I，則進(jìn)入第四步，如果不等于I，則結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序；
[°03°] 第四步，令Fcnt等于O;令I(lǐng)data等于O;令Fcal等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序;
[0031]所述微處理器程序流程中的定時(shí)器B中斷程序:
[0032]第一步設(shè)置FsignaI 等于Fsigna I 加Fstep: Fsignal = Fsignal+F step;設(shè)置CntStep等于CntStep加1:CntStep = CntStep+l，進(jìn)入第二步；
[0033]第二步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第三步；
[0034]第三步，判斷CntStep是否等于Cstep?如果相等，進(jìn)入第四步，如果不相等，中斷程序結(jié)束；
[0035]第四步，設(shè)置CntStep等于0，設(shè)置Fsignal等于Flow，中斷程序結(jié)束；
[0036]所述參數(shù)計(jì)算子程序:
[0037]第一步:對數(shù)組DATAadc進(jìn)行快速傅里葉變換，設(shè)快速傅里葉變換結(jié)果為數(shù)組FFTadc，進(jìn)入第二步；
[0038]第二步:查找FFTadc最大值，設(shè)數(shù)組FFTadc最大值處的下標(biāo)為Index。進(jìn)入第三步；
[0039]第三步:所測量的電磁信號(hào)傳輸速度用V表示，設(shè)A等于Index-1，B等于Dmax-1，C等于Fhigh減去Flow，D等于I除以C，E等于Cstep除以C，F(xiàn)等于D減去E，V等于B乘以L除以A，再除以F，可以用公式表示為:V = BL/(AF);介電常數(shù)等于真空介電常數(shù)乘以光在真空中傳播速度的平方除以V的平方，用公式表示為:
[0040]εο(光在真空中傳播速度/V)2;eQ表示真空介電常數(shù)，εο = 8.854187817X 10—12(F/m)。返回主程序。
[0041]被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件7的內(nèi)、外導(dǎo)體的縱筋數(shù)量不小于6根；
[0042]被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)體需滿足如下要求:
[0043]設(shè)混凝土介電常數(shù)為ε，令k= 0.36,或者0.54，令義=1^()'5，1^為內(nèi)徑計(jì)算系數(shù)^為內(nèi)徑計(jì)算指數(shù)。
[0044]同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件按照橫截面分別為圓形、橢圓形、正方形、長方形，分別命名為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件。
[0045]對于圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，內(nèi)導(dǎo)體的外徑r等于外導(dǎo)體的內(nèi)徑R除以10的X次方，即:r = R/10x，
[0046]對于橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的長軸為A，短軸為B，內(nèi)導(dǎo)體長軸為a，短軸為b，則a等于A除以10的X次方，b等于B除以10的X次方，
[0047]即:a=A/10x;b= B/10x
[0048]對于正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的邊長為LN，內(nèi)導(dǎo)體邊長為I;則I等于LN除以10的X次方，
[0049]即:l= LN/10x
[0050]對于長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的長為Y，寬為W，內(nèi)導(dǎo)體長為y，寬為w，則y等于Y除以10的X次方，w等于W除以10的X次方
[0051]即:y= Y/i0x;w=W/10x。
[0052]設(shè)混凝土介電常數(shù)為ε，令k = 0.36，或者0.54，令X = Ice0'
[0053]當(dāng)k= 0.36時(shí)，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、夕卜導(dǎo)體連接的連接電纜采用50歐姆同軸電纜；
[0054]當(dāng)k= 0.54時(shí)，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用75歐姆同軸電纜。
[0055]本發(fā)明的積極效果是:
[0050]1、同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件在不需改變混凝土材料和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，使得混凝土材料自身成為一種傳感材料。
[0057]2、混凝土材料在不同齡期、不同健康狀況下呈現(xiàn)出不同混凝土介電常數(shù)，測量混凝土介電常數(shù)的變化，從而可以監(jiān)測混凝土各階段的健康狀況。
[0058]3、對混凝土健康狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)地掌握混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的動(dòng)態(tài)變化，解決現(xiàn)有混凝土檢測的測量精度和穩(wěn)定性、可靠性還有待提高的問題，滿足日益增加的混凝土構(gòu)件動(dòng)態(tài)檢測的需求，實(shí)現(xiàn)對非正常健康狀況的預(yù)警。
(四)
【附圖說明】
[0059]圖1是本發(fā)明中圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060]圖2是本發(fā)明中正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]圖3是采用混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備測量被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí)的連接圖。
[0062]圖4是混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
[0063]圖5是控制服務(wù)器程序流程圖。
[0064]圖6是微處理器主程序。
[0065]圖7是定時(shí)器A中斷程序圖。
[0066]圖8是定時(shí)器B中斷程序圖。
[0067]圖9是參數(shù)計(jì)算子程序圖。
[0068]圖10是信號(hào)源電路圖。
[0069]圖11是信號(hào)放大器電路圖。
[0070]圖12是程控衰減器電路圖。
[0071]圖13是反射信號(hào)處理電路
[0072]圖14是混頻器電路圖。
[0073]圖15是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路圖。
[0074]I是橫截面為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)體、I’為橫截面為正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)體，2-1?2-n是橫截面為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件外導(dǎo)體箍筋、3-1?3-m是為橫截面為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件外導(dǎo)體縱筋、3’-1?3’-m是為橫截面為正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件外導(dǎo)體縱筋、4’-1?4’-n是橫截面為正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件外導(dǎo)體箍筋、5混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備、6連接電纜、7被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、9通信接口、10微處理器、11信號(hào)源、12功分器、13-1?13-3信號(hào)放大器、14測量連接端口、15定向耦合器、16反射信號(hào)處理電路、17混頻器、18混頻信號(hào)處理電路、19模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、20控制服務(wù)器、21-1?21-2程控衰減器。
(五)
【具體實(shí)施方式】
[0075]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備5與被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件7的內(nèi)、外導(dǎo)體共同完成測量。
[0076]參見附圖4。
[0077]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備由控制服務(wù)器20、微處理器10、信號(hào)源11、功分器12、信號(hào)放大器13-1?13-3、測量連接端口 14和定向耦合器15、反射信號(hào)處理電路16、混頻器17、混頻信號(hào)處理電路18、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路19、程控衰減器21-1?21-2組成，微處理器10通過通信接口 9連接控制服務(wù)器20，控制服務(wù)器20通過通信接口 9與微處理器10進(jìn)行通信。
[0078]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備5連接在連接電纜6上，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜6內(nèi)、外導(dǎo)體相連，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體與連接電纜外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)導(dǎo)體連接；
[0079]微處理器連接信號(hào)源11、程控衰減器21-1，21-2和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路19，信號(hào)源的信號(hào)輸入功分器12，功分器將信號(hào)源信號(hào)分成兩路，一路送到混頻器17，一路送入信號(hào)放大器組13-1?13-3和程控衰減器組21-1?21-2連接的電路。信號(hào)放大器組13-1?13-3和程控衰減器組21 -1?21 -2連接的電路輸出信號(hào)連接到定向耦合器15，定向耦合器將輸入信號(hào)送給測量連接端口，并從測量連接端口接收反射信號(hào)，將接收到的測量連接端口的反射信號(hào)送給反射信號(hào)處理電路16，反射信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)連接到混頻器17;混頻器的輸出信號(hào)送入混頻信號(hào)處理電路18，混頻信號(hào)處理電路輸出送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路19，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出送給微處理器。
[0080]微處理器采用美國XILINX公司生產(chǎn)的ZC706開發(fā)板。通信接口采用ZC706的串行接口?？刂品?wù)器為普通的臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本電腦信號(hào)源的電路圖參見附圖10。
[0081 ] 其中USl為ADF4350，美國ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)。US2為26MHZ有源晶體振蕩器，US3為ADF4153，美國ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)。
[0082 ] CLKA，DATAA，LEA，CLKB，DATAB，LEB，MUXS，MUXO，LD連接到ZC706 的 1 引腳。RFOUTA連接到功分器的輸入。
[0083]信號(hào)放大器電路圖參見附圖11。其中UAl集成電路為型號(hào)NBB-40，由美國RF MicroDevices, Inc ?公司生產(chǎn)。
[0084]功分器采用深圳市百納(深圳)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為ZN2PD2-63-S+MINI 0.35-6.0。功分器輸入連接到信號(hào)源RFOUTA，輸出分別連接到混頻器的RF_INA和信號(hào)放大器組的第一級(jí)的輸入。
[0085]程控衰減器參見圖12。
[0086]圖中，UA2集成電路型號(hào)為PE43704，由美國PeregrineSemiconductor Corp公司生產(chǎn)<^041，厶2，00，01，02，03，04，05，06，51，0^，1^，卩/5連接至丨」20706的10引腳。
[0087]反向信號(hào)處理電路參見附圖13。
[0088]其中，ULPl為ADL5523，美國ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)。RX_IN:連接到定向耦合器的反射信號(hào);RX_0UT連接到混頻器VOUTA。
[0089]混頻器信號(hào)處理電路與反射信號(hào)處理電路相同。其中，RX_IN:連接到混頻器S_OUT，RX_0UT連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入。
[0090]定向耦合器采用了由上海華湘計(jì)算機(jī)通訊工程有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為SHX310-003060。
[0091]混頻器的電路參見附圖14。
[0092]其中。UHl為ADL5350由美國ANALOGDEVICES公司生產(chǎn)。
[0093 ] S_0UT連接到混頻信號(hào)處理電路的輸入端。
[0094]模數(shù)轉(zhuǎn)換電路參見附圖15。
[0095]其中，U5為AD9643，由美國ANALOG DEVICES公司生產(chǎn)。
[0096]VINA+連接到混頻信號(hào)處理電路RX_0UT，
[0097]SCLK，SDO，CLK+，CLK-，D0+，DI+,……，D13+，D0-，D1_，……，D13_,都連接到ZC706的10接口。
[0098]測量時(shí)，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜6內(nèi)、夕卜導(dǎo)體相連，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體與連接電纜外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)導(dǎo)體連接;混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備的測量連接端口 14與連接電纜6連接。
[00"]本發(fā)明在不需改變混凝土材料和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，使得混凝土材料自身成為一種傳感材料。這些混凝土內(nèi)的鋼筋設(shè)計(jì)成同軸電纜形式，即設(shè)計(jì)成外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體的形式。外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體均由若干箍筋、縱筋組合而成?？v筋沿同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件軸向分布，箍筋沿橫截面方向分布，內(nèi)導(dǎo)體位于鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部的中心位置、與外導(dǎo)體形狀一致但箍筋尺寸小于外導(dǎo)體，外導(dǎo)體位于混凝土構(gòu)件的外邊，并滿足一維混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)要求。
[0100]同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件可以是橫截面分別為圓形、橢圓形、正方形、長方形的同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件。根據(jù)其橫截面將其命名為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件。無論哪種同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體設(shè)計(jì)遵循混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在可以保證外導(dǎo)體最少6根縱筋時(shí)，按照正常的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。如果按正常的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)處理縱筋少于6根，則設(shè)計(jì)6根縱筋。內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與外導(dǎo)體類似，但橫截面比外導(dǎo)體橫截面小。內(nèi)導(dǎo)體縱筋采用的鋼筋直徑可以比外導(dǎo)體縱筋采用的鋼筋直徑小或者相同，內(nèi)導(dǎo)體縱筋間距可以跟外導(dǎo)體相同，或比外導(dǎo)體間距小，但是內(nèi)導(dǎo)體最少保證6根縱筋。內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)還需滿足如下要求:
[0101]設(shè)混凝土介電常數(shù)為ε，令k= 0.36，或者0.54，令x = keQ'5，k為內(nèi)徑計(jì)算系數(shù)，X為內(nèi)徑計(jì)算指數(shù)
[0102]S卩X等于0，36乘以混凝土介電常數(shù)的0.5次方，或等于0，54乘以混凝土介電常數(shù)的
0.5次方
[0103]實(shí)施例1。參見附圖1、3。
[0104]圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體由圓形箍筋2-1?2-n、縱筋3-1?3-m組合而成。內(nèi)導(dǎo)體I是與外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相似的圓形箍筋縱筋組合而成，但圓形箍筋直徑比外導(dǎo)體圓形箍筋小，內(nèi)導(dǎo)體位于鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部的軸心位置。
[0105]對于圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，內(nèi)導(dǎo)體的外徑r等于外導(dǎo)體的內(nèi)經(jīng)R除以10的X次方，即:r = R/10x
[0106]橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件與圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件類似，只是箍筋為橢圓形。對于橢圓形同軸一維鋼筋混凝土，設(shè)外導(dǎo)體的長軸為A，短軸為B，內(nèi)導(dǎo)體長軸為a，短軸為b。則a等于A除以10的X次方，b等于B除以10的X次方。
[0107]即:a=A/10x;b= B/10x。
[0108]當(dāng)k= 0.36時(shí)，被測圓形或橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用50歐姆同軸電纜。
[0109]當(dāng)k= 0.54時(shí)，被測圓形或橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用75歐姆同軸電纜。
[0110]實(shí)施例2。參見附圖2、3。
[0111]對于正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的邊長為LN，內(nèi)導(dǎo)體邊長為I;則I等于LN除以10的X次方，
[0112]即:1= LN/(10X)。
[0113]同樣的，當(dāng)k= 0.36時(shí)，；被測正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用50歐姆同軸電纜；
[0114]當(dāng)k= 0.54時(shí)，；被測正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用75歐姆同軸電纜。
[0115]對于長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的長為Y，寬為W，內(nèi)導(dǎo)體長為y，寬為W。貝Ijy等于Y除以10的X次方，w等于W除以10的X次方
[0116]即:y= Y/(1x);w=W/(10x)0
[0117]無論對哪種同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行測量，其測量過程與流程完全相同。
[0118]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備5中的控制服務(wù)器通過與微處理器的通信，對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量進(jìn)行控制，控制服務(wù)器對微處理器下達(dá)控制命令，設(shè)置測量參數(shù)，同時(shí)微處理器將測量結(jié)果發(fā)送給控制服務(wù)器。
[0119]混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量流程包括控制服務(wù)器程序流程和微處理器程序流程;微處理器程序流程中包括微處理器主程序、定時(shí)器A中斷程序、定時(shí)器B中斷程序、參數(shù)計(jì)算子程序。
[0120]參見附圖5。
[0121]控制服務(wù)器程序流程:
[0122]第一步:向微處理器發(fā)出設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)命令，發(fā)出的系統(tǒng)參數(shù)包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣頻率Fade，信號(hào)源最低頻率Flow，信號(hào)源最高頻率Fhigh，信號(hào)源步進(jìn)次數(shù)Cstep，信號(hào)源步進(jìn)時(shí)間間隔Tstep，被測混凝土構(gòu)件長度L，程控衰減器衰減參數(shù)，進(jìn)入第二步；
[0123]第二步:接收微處理器測量數(shù)據(jù)，返回第一步；
[0124]參見附圖6。
[0125]微處理器主程序:
[0126]第一步，接收控制服務(wù)器發(fā)出的控制參數(shù)命令，并執(zhí)行控制服務(wù)器發(fā)出的參數(shù)命令，令Dmax等于Fadc乘以Cstep乘以Tstep;定義模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組，用DATAadc表示，數(shù)組長度為Dmax，進(jìn)入第二步；
[0127]第二步，設(shè)置定時(shí)器A的定時(shí)時(shí)間為I除以Fade;設(shè)置定時(shí)器B的定時(shí)時(shí)間為Tstep，進(jìn)入第二步；
[0128]第三步，設(shè)置如下變量的值，CntStep等于O;Fsignal等于Flow;Fcnt等于O ； Idata等于O; Fcal等于O，設(shè)置Fstep等于Fhigh減去Flow，其差除以Cstep，進(jìn)入第四步；
[0129]第四步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第五步；
[0130]第五步，設(shè)置定時(shí)器A在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器A中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器A中斷程序;設(shè)置定時(shí)器B在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器B中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器B中斷程序，進(jìn)入第六步；
[0131]第六步，判斷Fcal是否等于I?如果等于I，則進(jìn)入第七步，如果不等于I，返回第六步；
[0132]第七步，設(shè)置Fcal等于O，調(diào)用參數(shù)計(jì)算子程序，將參數(shù)計(jì)算結(jié)果送給控制服務(wù)器，返回第六步。
[0133]參見附圖7。
[0134]微處理器程序流程中的定時(shí)器A中斷程序:
[0135]第一步:采集模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到DATAadc[Idata]，令I(lǐng)data等于Idata+Ι，進(jìn)入第二步；
[0? 36] 第二步:判斷CntStep是否等于0?如果CntStep等于O，則進(jìn)入第三步，如果CntStep不等于O，則令Fcnt等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序；
[0137]第三步，判斷Fcnt是否等于I?如果等于I，則進(jìn)入第四步，如果不等于I，則結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序；
[0138]第四步，令Fcnt等于O;令I(lǐng)data等于O;令Fcal等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序;
[0139]參見附圖8。
[0140]微處理器程序流程中的定時(shí)器B中斷程序:
[ΟΙ41 ] 第一步設(shè)置Fsignal等于Fsignal加Fstep;設(shè)置CntStep等于CntStep加I，進(jìn)入第二步；
[0142]第二步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第三步；
[OH3] 第三步，判斷CntStep是否等于Cstep?如果相等，進(jìn)入第四步，如果不相等，中斷程序結(jié)束；
[ΟΙ44] 第四步，設(shè)置CntStep等于0，設(shè)置Fsignal等于Flow，中斷程序結(jié)束。
[0145]參見附圖9。
[0146]參數(shù)計(jì)算子程序:
[0147]第一步:對數(shù)組DATAadc進(jìn)行快速傅里葉變換，設(shè)快速傅里葉變換結(jié)果為數(shù)組FFTadc，進(jìn)入第二步；
[0148]第二步:查找FFTadc最大值，設(shè)數(shù)組FFTadc最大值處的下標(biāo)為Index。進(jìn)入第三步；
[0149]第三步:所測量的電磁信號(hào)傳輸速度用V表示，設(shè)A等于Index-1，B等于Dmax-1，C等于Fhigh減去Flow，D等于I除以C，E等于Cstep除以C，F(xiàn)等于D減去E，V等于B乘以L除以A，再除以F，可以用公式表示為:V = BL/(AF);介電常數(shù)等于真空介電常數(shù)乘以光在真空中傳播速度的平方除以V的平方，用公式表示為:
[0150]εο(光在真空中傳播速度/V)2;返回主程序。
[0151]ε。表示真空介電常數(shù)，eo = 8.854187817X 10—12(F/m)。
[0152]由于混凝土材料在不同齡期、不同健康狀況下呈現(xiàn)出不同介電常數(shù)，測量混凝土介電常數(shù)的變化，從而可以監(jiān)測混凝土各階段的健康狀況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備，其特征在于:混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備(5)與被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件(7)的內(nèi)、外導(dǎo)體共同完成測量；同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋為同軸電纜結(jié)構(gòu)，有外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體，外導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體均由若干箍筋、縱筋組合而成，縱筋沿同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件軸向分布，箍筋沿橫截面方向分布，內(nèi)導(dǎo)體位于鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部的中心位置、與外導(dǎo)體形狀一致但箍筋尺寸小于外導(dǎo)體，外導(dǎo)體位于混凝土構(gòu)件的外邊，并滿足一維混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范的要求； 混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備(5)由控制服務(wù)器(20)、微處理器(10)、信號(hào)源(11)、功分器(12)、信號(hào)放大器(13-1?13-3)、測量連接端口(14)和定向耦合器(15)、反射信號(hào)處理電路(16)、混頻器(17)、混頻信號(hào)處理電路(18)、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(19)、程控衰減器(21-1?21-2)組成，微處理器(1)通過通信接口( 9)連接控制服務(wù)器(20); 混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備(5)連接在連接電纜(6)上，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜(6)的內(nèi)、外導(dǎo)體相連，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的外導(dǎo)體與連接電纜外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜內(nèi)導(dǎo)體連接； 微處理器連接信號(hào)源(11)、程控衰減器(21-1，21-2)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(19)，信號(hào)源的信號(hào)輸入功分器(12)，功分器將信號(hào)源信號(hào)分成兩路，一路送到混頻器(17)， 一路送入信號(hào)放大器組(13-1?13-3)和程控衰減器組(21-1?21-2)連接的電路;信號(hào)放大器組(I 3-1?13-3)和程控衰減器組(21 -1?21 -2)連接電路的輸出信號(hào)連接到定向耦合器(15)，定向耦合器將輸入信號(hào)送給測量連接端口，并從測量連接端口接收反射信號(hào)，將接收到的測量連接端口的反射信號(hào)送給反射信號(hào)處理電路(16)，反射信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)連接到混頻器(17);混頻器的輸出信號(hào)送入混頻信號(hào)處理電路(18)，混頻信號(hào)處理電路輸出送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(19)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出送給微處理器。2.如權(quán)利要求1所述的混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備，其特征在于:被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件(7)的內(nèi)、外導(dǎo)體縱筋數(shù)量均不小于6根。3.如權(quán)利要求1所述的同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量設(shè)備，其特征在于:同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件橫截面為圓形或橢圓形或正方形或長方形。4.一種同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土介電常數(shù)測量方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求I所述的混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備(5)對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行測量;在測量前，將被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體與連接電纜(6)的內(nèi)、外導(dǎo)體相連，連接電纜(6)為同軸電纜;被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量端外導(dǎo)體與連接電纜(6)外導(dǎo)體連接，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)導(dǎo)體與連接電纜(6)內(nèi)導(dǎo)體連接;混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備的測量連接端口(14)與連接電纜連接(6); 混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備(5)中的控制服務(wù)器通過與微處理器的通信，對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量進(jìn)行控制，控制服務(wù)器對微處理器下達(dá)控制命令，設(shè)置測量參數(shù)，同時(shí)微處理器將測量結(jié)果發(fā)送給控制服務(wù)器； 混凝土介電常數(shù)測量設(shè)備對被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量流程包括控制服務(wù)器程序流程和微處理器程序流程;微處理器程序流程中包括微處理器主程序、定時(shí)器A中斷程序、定時(shí)器B中斷程序、參數(shù)計(jì)算子程序； 控制服務(wù)器程序流程: 第一步:向微處理器發(fā)出設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)命令，發(fā)出的系統(tǒng)參數(shù)包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣頻率Fadc，信號(hào)源最低頻率Flow，信號(hào)源最高頻率Fhigh，信號(hào)源步進(jìn)次數(shù)Cstep，信號(hào)源步進(jìn)時(shí)間間隔Tstep，被測混凝土構(gòu)件長度L，程控衰減器衰減參數(shù)，進(jìn)入第二步； 第二步:接收微處理器測量數(shù)據(jù)，返回第一步； 微處理器主程序: 第一步，接收控制服務(wù)器發(fā)出的控制參數(shù)命令，并執(zhí)行控制服務(wù)器發(fā)出的參數(shù)命令，令Dmax等于Fadc乘以Cstep乘以Tstep:Dmax = Fadc X Cstep X Tstep ；定義模數(shù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)組，用DATAadc表示，數(shù)組長度為Dmax，進(jìn)入第二步； 第二步，設(shè)置定時(shí)器A的定時(shí)時(shí)間為I除以模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣頻率Fadc;設(shè)置定時(shí)器B的定時(shí)時(shí)間為信號(hào)源步進(jìn)時(shí)間間隔Ts t印，進(jìn)入第三步； 第三步，設(shè)置如下變量的值，歩進(jìn)計(jì)數(shù)CntStep等于O;信號(hào)頻率Fsignal等于Flow;頻率計(jì)數(shù)Fcnt等于O ；數(shù)據(jù)下標(biāo)Idata等于O ；計(jì)算標(biāo)志Fcal等于O，設(shè)置步進(jìn)頻率Fstep等于信號(hào)源最高頻率Fhigh減去信號(hào)源最低頻率Flow，其差除以信號(hào)源步進(jìn)次數(shù)Cstep = Fstep =(Fhigh_Flow)/Cstep，進(jìn)入第四步； 第四步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第五步； 第五步，設(shè)置定時(shí)器A在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器A中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器A中斷程序;設(shè)置定時(shí)器B在到達(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)產(chǎn)生中斷，設(shè)置定時(shí)器B中斷時(shí)調(diào)用定時(shí)器B中斷程序，進(jìn)入第六步； 第六步，判斷Fcal是否等于I?如果等于1，則進(jìn)入第七步，如果不等于1，返回第六步；第七步，設(shè)置Fcal等于O，調(diào)用參數(shù)計(jì)算子程序，將參數(shù)計(jì)算結(jié)果送給控制服務(wù)器，返回第六步。5.如權(quán)利要求4所述的同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土介電常數(shù)測量方法，其特征在于:所述微處理器程序流程中的定時(shí)器A中斷程序: 第一步:采集模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到DATAadc[ Idata]，令I(lǐng)data等于Idata+Ι，進(jìn)入第二步； 第二步:判斷CntStep是否等于0?如果CntStep等于O，則進(jìn)入第三步，如果CntStep不等于O，則令Fcnt等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序； 第三步，判斷Fcnt是否等于I?如果等于1，則進(jìn)入第四步，如果不等于I，則結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序； 第四步，令Fcnt等于O ；令I(lǐng)data等于O ；令Fcal等于I，并結(jié)束定時(shí)器A產(chǎn)生的中斷程序； 所述微處理器程序流程中的定時(shí)器B中斷程序: 第一步設(shè)置 Fsignal 等于Fsignal 加Fstep: Fsignal =Fsignal+Fstep ；設(shè)置 Cnt Step 等于CntStep加1:CntStep = CntStep+l，進(jìn)入第二步； 第二步，設(shè)置信號(hào)源頻率為Fsignal，進(jìn)入第三步； 第三步，判斷CntStep是否等于Cstep?如果相等，進(jìn)入第四步，如果不相等，中斷程序結(jié)束； 第四步，設(shè)置CntStep等于O，設(shè)置Fsignal等于Flow，中斷程序結(jié)束； 所述參數(shù)計(jì)算子程序: 第一步:對數(shù)組DATAadc進(jìn)行快速傅里葉變換，設(shè)快速傅里葉變換結(jié)果為數(shù)組FFTadc，進(jìn)入第二步； 第二步:查找FFTadc最大值，設(shè)數(shù)組FFTadc最大值處的下標(biāo)為Index。進(jìn)入第三步；第三步:所測量的電磁信號(hào)傳輸速度用V表示，設(shè)A等于Index-1 ,B等于Dmax-1，C等于Fhigh減去Flow，D等于I除以C，E等于Cstep除以C，F(xiàn)等于D減去E，V等于B乘以L除以A，再除以F，可以用公式表示為:V = BL/(AF);介電常數(shù)等于真空介電常數(shù)乘以光在真空中傳播速度的平方除以V的平方，用公式表示為:εο(光在真空中傳播速度/V)2 返回主程序;式中，εο表示真空介電常數(shù)，εο = 8.854187817 X 10—12(F/m)。6.如權(quán)利要求4所述的基于頻域反射的同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量方法，其特征在于:被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件7的內(nèi)、外導(dǎo)體的縱筋數(shù)量不小于6根； 被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)導(dǎo)體需滿足如下要求: 設(shè)混凝土介電常數(shù)為ε，令k = 0.36，或者0.54，令x = keQ'k為內(nèi)徑計(jì)算系數(shù)，X為內(nèi)徑計(jì)算指數(shù)； 同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件按照橫截面分別為圓形、橢圓形、正方形、長方形，分別命名為圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件、長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件； 對于圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，內(nèi)導(dǎo)體的外徑r等于外導(dǎo)體的內(nèi)徑R除以10的X次方，即:r = R/10x， 對于橢圓形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的長軸為A，短軸為B，內(nèi)導(dǎo)體長軸為a，短軸為b，則a等于A除以10的X次方，b等于B除以10的X次方， 即:a=A/10x；b = B/10x 對于正方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的邊長為LN，內(nèi)導(dǎo)體邊長為I;則I等于LN除以10的X次方， 即:1 = LN/10X 對于長方形同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件，設(shè)外導(dǎo)體的長為Y，寬為W，內(nèi)導(dǎo)體長為y，寬為w，貝IJy等于Y除以10的X次方，w等于W除以10的X次方BP:y = Y/10x；w=ff/10Xo7.如權(quán)利要求6所述的基于頻域反射的同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件的測量方法，其特征在于:所述設(shè)混凝土介電常數(shù)為ε，令k = 0.36，或者0.54，令x = keQ.5， 當(dāng)k = 0.36時(shí)，與被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用50歐姆同軸電纜； 當(dāng)k = 0.54時(shí)，被測同軸一維鋼筋混凝土構(gòu)件測量端的內(nèi)、外導(dǎo)體連接的連接電纜采用75歐姆同軸電纜。
【文檔編號(hào)】G01R27/26GK105974205SQ201610587573
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】李碧雄, 鐘聲, 莫思特
【申請人】四川大學(xué)