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

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

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет дополнительной регистрации распределения поля помех при импульсном перемагничивании контролируемой зоны.

На фиг. 1 представлено устройство измерения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - сигнал преобразователей матрицы, соответствующий распределению напряженности вторичных магнитных полей.

Устройство, реализующее способ измерения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры строительных конструкций, содержит постоянные магниты 1, катушки 2 индуктивности, источник 3 импульсного тока, магниточувствительные элементы 4 и блок 5 регистрации. Постоянные магниты 1 установлены между катушками 2 индуктивности и сориентированы направлением намагниченности в одну сторону. Катушки 2 индуктивности соединены с источником 3 импульсного тока и расположены плоскостью витков перпендикулярно направлению намагниченности постоянных магнитов 1. Магниточувствительные элементы 4 расположены в виде линейной матрицы и соединены с блоком 5 регистрации. Источник 3 импульсного тока соединен с блоком 5 регистрации. В качестве магниточувствительных элементов в матрице могут быть использованы преобразователи, чувствительные как к постоянному магнитному полю, так и к импульсному, например феррозонды, датчики Холла, магнитодиоды, магниторезисторы и др. Для измерения напряженности отдельно постоянного и импульсного полей могут использоваться раздельные чувствительные элементы либо одни и те же, но с изменением их режима работы.

В других вариантах устройства количество, форма и расположение магнитов 1 могут быть другими. В связи с этим соответственно изменяется характеристика источника 3.

Способ основан на том, что бетон является композиционным материалом, содержащим различные вещества и породы: цемент, песок, гравий, мраморную крошку и др. Каждая из составляющих бетона может содержать некоторое количество магнитных веществ или их соединений (например, железа) в виде вкраплений. Содержание этих веществ зависит от вида породы, от места добычи и других, а магнитные свойства бетона - от процентного содержания пород. Например, магнитная восприимчивость гипса достигает значений κ ≈ 5 ˙ 10^-5 ед.СИ, сланцев, кварцев и мрамора - до κ ≈ 60 ˙ 10^-5 ед.СИ. Породы, содержащие окислы железа, имеют магнитную восприимчивость κ ≈ 0,5 ед.СИ. Таким образом, в соответствии с наличием магнитной восприимчивости бетон, помещенный в магнитное поле, образует вторичное магнитное поле.

Способ осуществляется следующим образом. Выносной датчик, содержащий намагничивающую систему из постоянных магнитов 1 и катушек 2 индуктивности и чувствительные элементы 4, образующие матрицу, перемещают по поверхности контролируемого объекта и с помощью матрицы чувствительных элементов регистрируют распределение напряженности вторичных постоянного и импульсного магнитных полей.

Характеристики вторичных полей из-за особенностей взаимодействия постоянного и импульсного полей с контролируемым объектом различны. Вторичное постоянное поле образовано полем намагниченных прутков арматуры и полем материала бетона, а вторичное импульсное поле - переходными процессами в прутках арматуры и в бетоне. На фиг. 2 представлены сигналы чувствительных элементов матрицы, соответствующие распределению напряженности вторичного постоянного поля (кривая 6), являющегося суммарным поля прутка (кривая 7) и поля материала бетона (кривая 8). При перемещении преобразователя по бетонной плите вдоль прутка арматуры форма кривой 8 непрерывно изменяется из-за магнитных и структурных неоднородностей материала бетона, что вносит погрешность в определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры по результирующей кривой 6.

Для отстройки от помех используется вторичное поле, имеющее временные особенности: поле бетона из-за низкой электрической проводимости бетона изменяется с незначительным фазовым сдвигом относительно первичного поля, а импульсное поле прутка арматуры имеет значительный фазовый сдвиг. При определенном выборе крутизны фронтов намагничивающих импульсов или частоты их повторения сигнал от бетона выделяют и регистрируют.

Регистрацией сигналов от вторичных постоянного и импульсного полей в одних и тех же точках над поверхностью контролируемого объекта получают кривую 6, характеризующую распределение результирующего поля прутка и бетона, и кривую 9, характеризующую распределение поля бетона. При этом кривая 9, полученная при импульсном поле, соответствует кривой 8, полученной в той же зоне объекта при постоянном поле в отсутствие прутка. Следовательно, вычитание сигналов, соответствующих кривой 9, из сигналов, соответствующих кривой 6, дает "чистый" информативный сигнал (кривую 7).

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для магнитного контроля строительных конструкций из армированного бетона. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается за счет того, что по поверхности контролируемой конструкции перемещают постоянные магниты 1 и размещенные между ними катушки 2 индуктивности, формирующие импульсное магнитное поле, по распределению совпадающее с постоянным магнитным полем, созданным магнитами 1, а в качестве информативного распределения напряженности вторичного магнитного поля, служащего для определения контролируемых параметров, используют результирующее распределение напряженностей вторичных магнитных полей. 2 ил.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА И ДИАМЕТРА АРМАТУРЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, заключающийся в том, что по поверхности контролируемой конструкции перемещают источник постоянного магнитного поля, регистрируют распределение напряженности вторичного магнитного поля и по нему определяют контролируемые параметры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в намагничиваемой зоне контролируемой конструкции дополнительно создают импульсное магнитное поле, по распределению напряженности совпадающее с постоянным магнитным полем, длительность импульсов которого меньше времени переходных процессов в прутках арматуры, а в качестве информативного распределения напряженности вторичного магнитного поля используют результирующее распределение напряженностей вторичных магнитных полей.