[发明专利]以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料检测范畴，涉及混凝土质量监测。

背景技术

混凝土是广泛用于房屋建筑、桥梁工程、水利工程等的一种重要的工程材料，而混凝土裂缝的发生往往难以避免。裂缝的发生发展会严重破坏结构的整体性，直接危害工程结构的安全，故裂缝检测是工程安全监测的重要内容。公路、桥梁、大坝以及其他工用民用建筑，都需进行定期的或实时的裂缝检测。然而，混凝土结构裂缝的预测与预报，混凝土裂缝的诊断与监测是当今国际上急需攻克的主要难题之一。 中国专利号200610020932.8 《基于阻抗成像的混凝土损伤检测方法与设备》提供了一种混凝土损伤检测方法和设备，这种方法采用了阻抗成像技术得出混凝土的健康状况，但在实际使用中由于需要嵌入检测电极，嵌入的检测电极与混凝土不能很好的兼容，而且，改变了施工过程和施工方法，因此，存在一定的应用局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便，检测效果好的混凝土裂缝检测器。

本发明的目的是这样达到的：检测仪由发射电极、发射电缆、发射电路、发射通信控制接口、控制与计算模块、接收通信控制接口、接收电路、接收电缆和接收电极组成；发射电极和接收电极采用的均是钢筋电极，发射电极和接收电极埋在混凝土中，发射电极通过发射电缆与发射电路相连接，接收电极通过接收电缆与接收电路连接；发射电路的输出信号通过发射通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和发射电路间双向通信；接收电路的输出信号通过接收通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和接收电路间双向通信；发射电路的输出信号通过发射电极在混凝土中传播，接收电极接收发射电极发出的在混凝土中传播的信号。

发射电路由单片机控制，发射电路含单片机，波形产生器和功率放大电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过发射通信与控制接口连接到控制与计算模块。

接收电路由单片机控制，接收电路含单片机和放大与滤波电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过接收通信与控制接口连接到控制与计算模块。

控制与计算模块中含有微处理器芯片和存储器，控制与计算模块通过发射通信控制接口对发射电路进行控制，通过发射通信控制接口接收发射电路发射的信号；控制与计算模块通过接收通信控制接口对接收电路进行控制，通过接收通信控制接口接收接收电路收到的信号。

所述发射电路的单片机通过通信接口连接波形产生器、并通过通信接口对波形产生器进行控制，波形产生器输出信号到功率放大电路，并同时输出给AD转换器，由AD转换器进行模数转换后，通过发射通信与控制接口将数字信号传输到控制与计算模块，功率放大电路将波形产生器产生的信号进行功率放大，通过发射电缆连接到发射电极。     所述接收电路的单片机通过IO引脚连接到放大与滤波电路、并通过IO引脚对放大与滤波电路进行控制；放大与滤波电路输出信号输出给AD转换器，由AD转换器进行模数转换后，将数字信号通过接收通信控制接口传输给控制与计算模块。

所述发射电路的波形产生器输出的模拟信号通过发射通信与控制接口直接输出到控制与计算模块。所述接收电路的单片机通过IO引脚连接到放大与滤波电路、并通过IO引脚对放大与滤波电路进行控制后直接将模拟信号传输给控制与计算模块。

所述发射电极和接收电极的钢筋电极是对偶形或环形电极。

所述发射电路的通信接口为RS232接口或RS485接口或并行通信接口。接收电路的通信接口为RS232接口或RS485接口或并行通信接口。

所述控制与计算模块中含有的微处理器芯片是信号处理器芯片或ARM处理器芯片。 

本发明的有益效果是：应用钢筋作为电极，不会改变既有的结构特点和受力特点，不需改变施工过程和施工方法，电极寿命与结构寿命等长。与其他嵌入传感器的检测技术相比，应用钢筋作电极，具有设计简单、施工方便、成本低、寿命长等特点，并可以实时地计算裂缝分布，对裂缝的产生与发展进行记录与分析，预测、监测裂缝的形成与发展，使得混凝土的裂缝能得到及时的预报、察觉、诊断，对于确保混凝土结构物在裂缝产生的初期得到及时修复和控制、保证混凝土结构物在使用寿命期内能满足预定的各项功能要求，甚至于延长混凝土结构物的使用年限、避免建筑的灾难性破坏具有重大意义。

附图说明

图1是本检测仪的结构方框图。

图2是本检测仪的使用状态示意图。

图3是本检测仪的发射电极为对偶型电极示意图，其中，A1、A2为与发射电缆连接口 。