СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА И ДИАМЕТРА АРМАТУРЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Советский патент 1994 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для магнитного контроля строительных конструкций.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем независимой от перемещения намагничивающей системы регистрации распределения напряженности вторичного магнитного поля.

На фиг. 1-3 представлено устройство измерения защитного слоя бетона и диаметра арматуры строительных конструкций; на фиг. 4 - распределение составляющей напряженности магнитного поля сплошного цилиндра.

Устройство измерения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры строительных конструкций содержит магниточувствительные элементы 1 и блок 2 обработки и индикации электрического сигнала, намагничивающую систему, выполненную по крайней мере из двух магнитов 3, установленных направлением намагниченности в одну сторону перпендикулярно поверхности контролируемого объекта 4, содержащего ферромагнитный стержень 5 (арматура). Магниточувствительные элементы выполнены в виде матрицы, центр симметрии которой лежит на оси симметрии намагничивающей системы. Длина матрицы (расстояние между крайними магниточувствительными элементами) сравнима с максимальной контролируемой толщиной защитного слоя бетона. Магниточувствительные элементы 1 соединены между собой и с блоком 2.

Магниты 3 могут быть установлены рядом друг с другом (см. фиг. 1) и друг над (за) другом (см. фиг. 2 и 3), количество магнитов может быть больше двух (см. фиг. 4). Магниточувствительные элементы могут быть расположены в виде двухмерной матрицы.

Способ осуществляется следующим образом. Выносной датчик, содержащий магниты 3 и элементы 1, перемещают по поверхности контролируемого объекта 4. При этом находящийся в объекте ферромагнитный стержень 5 намагничивается полем Н_о, создаваемым магнитами намагничивающей системы. В положении, когда стержень находится под центром датчика, вектор намагниченности стержня 5 направлен перпендикулярно контролируемой поверхности объекта 4. В системе координат Х, Y составляющую Н_y напряженности магнитного поля стержня можно представить в виде
H_y= H_oD², где μ - магнитная проницаемость материала стержня;
Х и Y - координаты точки измерения;
D - диаметр арматуры.

Распределитель Н_y в зоне измерения, т.е. на расстоянии Х=h от стержня 5, представлено кривой 6 на фиг. 4. Кривая 7 имеет в точках у₁ и у₂ экстремумы, расстояние у₂-у₁ между которыми находится по формуле
= 0
y₂-y₁= h или h = (y₂-y₁).

Магниточувствительные элементы 1 (см. фиг. 1), находящиеся в точках с координатами у₁h и у₂h по сравнению с другими элементами имеют на выходе большее значение ЭДС. По расстоянию у₂-у₁ между элементами, имеющими экстремальное значение ЭДС, определяют расстояние h между датчиком и стержнем, т.е. толщину защитного слоя бетона.

Затем по измеренному значению Н_у1 и Н_у2 в экстремальных точках у₁ и у₂ и по 2 найденному значению h определяют диаметр D стержня 5 по формуле
D = · , где Н_о - напряженность намагничивающего поля (известна), а значение для арматурных сталей, имеющих небольшой разброс магнитной проницаемости, можно считать постоянной величиной.

Таким образом, при однократном измерении устройством определяется одновременно толщина защитного слоя бетона и диаметр стержня (арматуры). Так как магниточувствительные элементы могут быть расположены с малым шагом, то точность определения h и D достаточно высока.

1. Способ измерения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры строительных конструкций, заключающийся в том, что по контролируемому объекту перемещают источник магнитного поля и регистрируют распределение напряженности вторичного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, распределение напряженности вторичного магнитного поля регистрируют со скоростью, отличной от скорости перемещения источника магнитного поля, измеряют расстояние между точками, в которых значения нормальной или тангенциальной составляющей напряженности вторичного магнитного поля максимальны, по расстоянию между этими точками определяют толщину h защитного слоя бетона, а по толщине защитного слоя бетона и по напряженности вторичного магнитного поля определяют диаметр D арматуры с использованием соотоношений
h = (y₂-y₁);
D = · ,
где Y₁, Y₂ - координаты точек экстремумов напряженности магнитного поля;
μ - магнитная проницаемость материала стержня;
H_y - составляющая напряженности магнитного поля стержня;
H₀ - напряженность намагничивающего поля. 2. Устройство измерения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры строительных конструкций, содержащее намагничивающую систему, магниточувствительные элементы и блок обработки и индикации электрического сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, намагничивающая система выполнена по крайней мере из двух магнитов, установленных направлением намагниченности в одну сторону, а магниточувствительные элементы выполнены в виде матрицы, центр симметрии которой лежит на оси симметрии намагничивающей системы.