[发明专利]以电磁方式测量壁厚的装置

说明书

现有技术

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的测量装置和一种按照权利要求9的前序部分所述的确定壁厚的方法。

由US 5,434,500已知有一种测量装置，它具有发送单元，用于产生电磁的、穿过壁板的测量场，确切说是一种静态磁场。测量装置包括有接收单元，该接收单元具有两对各自两个探测器，用于探测测量场的至少一部分。分析处理单元确定了由各个不同的探测器所检测到的测量场的相对大小。因此可以使操纵者找出发送单元的位置或其在壁板的对面侧面上的投影。通过属于此类的测量装置，可以确定通过壁板的透穿部或穿孔可预见到的出口位置。

本发明涉及一种测量装置，它具有发送单元，用于产生电磁的、穿过壁板的测量场；并具有接收单元，用于探测测量场的至少一部分；还具有分析处理单元，用于对接收单元所探测到的信号进行分析处理。

本发明提出，分析处理单元被设置用来求出测量场沿着壁板的位置关系的特性参数，并取决于该特性参数确定壁板的壁厚。通过合适地选择特征参数，可以至少很大程度上与壁板的电介质特性无关地确定壁厚。而且也可以测量带有加强钢筋、水管或类似不均质性的壁板的厚度，并保证足够的测量精度。

所谓“设置”按此处关系也应理解为“构造”和“装备”。作为对于尤其是空间的或时空的位置关系的特性参数，尤其是考虑由空间泰勒级数或者由类似的级数展开而得出的系数或者这些系数的组合。测量场的“位置关系”尤其也应该是指由于信号传播时间而引起的测量信号延迟的位置关系。测量场的位置关系或者可以通过移动接收单元和/或发送单元来求出，或者可以通过相应地空间分配探测器单元，例如分配在板条状的接收单元上来求出。在成本低、结构小的按照本发明的型式的测量装置中，通过沿着壁板移动传感器单元求出测量场的变化。

除了根据本发明的构造方案，将发送单元与接收单元分开地布置在所要测量壁板的相对侧面上之外，也可以考虑其它的构造方案，在这些方案中，测量信号被反射器反射或被发送器接收和重新发送。在后面一种情况下，发送单元和接收单元可以布置在壁板的同一侧面，并且特别有利地组合成共同的组件。

在本发明的一种改进构造方案中提出：分析处理单元被设置用于在至少三个不同测量点上检测信号以确定特性参数。因此可以有利地消除壁板材料的介电常数和/或磁导率，并可以有利地完全避免由于介电常数和/或磁导率的测量误差导致壁板测量误差。由此可以完全无需确定介电常数和/或磁导率。通过进一步提高测量点数量，直至进行几乎是连续的测量，就可以使测量更加令人信服和更加精确。

如果分析处理单元被设置用于对所探测到的信号的至少一个自相关函数进行分析处理，以确定信号传播时间，那么可以使干扰影响进一步最小化，并且可以有精密增益地求出由于壁板介质的可能的不均质性而平均化的信号传播时间。信号传播时间例如可以通过信号的自相关函数的最大值在其取决于时间的显示中确定。

如果分析处理单元被设置用于由两个在不同测量位置上求出的信号来确定至少一个互相关函数，以确定传播时间差，那么信号的传播时间差和行程差别可以简单而可靠地确定。

如果测量装置或分析处理单元利用至少一个傅立叶变换函数，尤其是被称为“快速傅立叶变换”的形式，对取决于时间的信号进行变换，那么壁板介质的离差效应可以得到补偿。

如果分析处理单元被设置用于确定信号的至少一个相位，尤其是以其傅立叶变换的形式，那么可以实现一种备选的测定传播时间的方法。

在本发明的一种改进构造方案中，测量装置包括有一种用于检测发送单元和/或接收单元的移动的移动行程的机构。因此可以可靠地记录测量场的或与此有关的参数的位置关系。该机构例如可以构造成具有旋转传感器的滚轮，或者作为由计算机光学鼠标所已知类型的基于图象处理的位移传感器。

如果测量场是具有在千兆赫范围里的频率的高频场，那么可以实现良好地穿透也带有加强筋的混凝土壁，并实现良好的信噪比。两千兆赫至五千兆赫的测量频率可以通过成本有利的频率发生器来实现，并且还具有大的渗透深度，其中优先使用2GHz和更大的范围频率。

本发明还涉及一种通过测量装置来确定抗磁的壁板的壁厚的方法，这种测量装置具有发送单元，用于产生穿过壁板的测量场；具有接收单元，用于探测测量场的至少一部分。其中在分析处理步骤里，求出测量场的沿着壁板的位置关系的至少一个特征参数，并根据该特征参数确定壁板的壁厚。通过按照本发明的方法，可以有利地至少在很大程度上消除壁板材料的介电性能和/或抗磁性能对测量结果质量的影响。

附图