[发明专利]一种测量非金属板厚度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及各种领域中非金属板厚度的检测，特别是预制或现浇混凝土板厚度的无损检测。

背景技术

非金属板特别是混凝土板无破损检测技术是对工程构件进行质量诊断的重要手段，对消除工程隐患、确保工程质量安全有十分重要的作用。

一直以来建筑工程中现浇混凝土板的检测是采用破损性的钻孔或非破损性的冲击回波方法，钻孔法破坏其原有的整体结构，冲击回波的方法误差大且稳定性和一致性差，不能满足测量的精度要求。因此，需要一种无破损、性能稳定、测量精度高的混凝土板厚度检测技术。

最近新出现一种利用交变磁场空间场强数学公式的检测方法，即采用磁场强度E和距离H的关系(其中M为磁矩，α为电磁波在被测介质中的衰减指数)

H＝lg^-1{[lg(2M)-lgE]/α}

通过测量E，计算混凝土板厚度H。该方法认为α是定值，但实际测量中混凝土的情况与理论情况存在一定差异，α不可能是定值；另一方面需要通过统计回归方法建立E和H的数学关系，因回归公式与实际相关关系间必然存在有差异，这样就可能产生较大的测量误差。另外，公式的建立和测量后的引用也存在着较大的计算量，导致该方法在应用上存在一定的弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精确测量非金属板厚度的方法，且本发明还具有测量精度优于现有的测量方法，方便、快捷、快速、自动等特点。其基于利用交变磁场场强与场源距离的相关关系测量非金属板厚度，但摒弃了公式法计算厚度的计算方法，而是通过试验生成数值表，用查表法进行精确测量。

本发明的测厚原理基于在空间交变电磁场中，空间某点磁场强度(用该点线圈的感应电压U表示)随该点距场源的距离H增大而单调衰减，用试验标定的方法，建立表征感应电压U与距离H相关关系的数值表。测试时，发射线圈在非金属板的一侧产生交变电磁场，在非金属板另一侧的接收线圈接收交变电磁场信号，经接收电路转换成电压信号U，通过查表在已标定的数组表中确定对应的H值，即非金属板厚度。全部过程可在单片机控制下自动完成。

本发明的测量非金属板厚度的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：通过在绕制的发射线圈中给出交变电流的方式作为场源，在空间形成稳定交变磁场，将另一个接收线圈置于发射线圈附近，则在接收线圈的两个引出端之间产生感应电压；将收、发线圈轴线置于同一条直线上、改变两线圈间的距离H，对应固定间隔差值的不同H值测取电压U，产生描述U与H关系的量化数值表，每一个H值对应一个U值；

步骤2：将步骤1中得出U与H关系的量化数值表固化到单片机内，可由测得的电压值U自动查表得出收发探头间的距离H，自动确定H值；

步骤3：将发射、接收探头相对放置在被测非金属板的两侧面，移动探头位置，单片机内固化的U与H对应表会根据测量电压U值比较找到最大值，此时，表明发射、接收探头处于上下正对的状态，获得被测板的厚度。

在上述步骤中，其特征在于是通过实验标定的方式建立满足测试精度要求的描述U～H关系的量化数值表，实际测量中自动完成对非金属板的厚度的测试。

该方法是通过试验验证在稳定交变磁场中随着与场源距离的增加，空间各点磁场强度的变化为单调下降规律。通过在绕制的发射线圈中给出交变电流的方式作为场源，在空间形成稳定交变磁场，将另一个接收线圈置于发射线圈附近，则将在接收线圈的两个引出端之间产生感应电压，如图1。将收、发线圈轴线置于同一条直线上、改变两线圈间的距离H，通过测量收、发线圈不同距离时接收线圈两引出端电压的有效值U，得出随H的增加，U的变化规律为单调下降的曲线，即保证了对应于一个确定的H，U呈单值性，如图2所示。

在上述试验结果的基础上将U与H的关系量化，用如上述试验方法，对应固定间隔差值的不同H值测取电压U，产生描述U与H关系的量化数值表，每一个H值对应一个U值。通过缩小H的固定间隔差值，达到精确标定U与H变化规律的目的。在本发明中，测试混凝土厚度H变化范围为50mm～350mm，固定间隔差值为1mm，得到描述U与H关系的量化数值表如下：

表1本发明混凝土厚度试验生成的U～H数值表