[实用新型]钢筋同轴电缆结构一维混凝土健康监测的阶跃测试仪

说明书

(一)技术领域

本实用新型属建筑材料检测仪器，涉及对混凝土质量测试，特别是对钢筋同轴电缆构造的混凝土一维裂缝测试。

(二)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，混凝土健康检测和监测仪器是保证混凝土安全长久运行的技术手段。混凝土健康的预测、预报、诊断是当今国际上急需攻克的主要难题之一。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健康检测和监测。然而现有的混凝土质量检测手段还不能完全适应建设发展的需要。专利号为ZL 2006 100200932.8中国专利《基于阻抗成像的混凝土损伤检测方法与设备》，以检测混凝土损伤为目的，采用了阻抗成像的技术，取得了较好效果。但在实际使用中，由于检测电极与混凝土不能很好的兼容，存在一定的应用局限。

专利号为ZL 2012 1 0199249.0的中国专利《以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪》，利用发射电极激励信号和接收电极的响应信号之间的关系，判断混凝土裂缝。本发明主要检测裂缝，没有检测其他的异常行为。

专利号为ZL 2013 1 0029782.7的中国专利《以钢筋为电极的混凝土监测仪以及监控检测方法》，利用钢筋做电极，检测两个钢筋电极之间的电参数，判断混凝土裂缝。该发明提出了一种监控方法，但没有根据钢筋混凝土的不同结构给出不同的测试方法。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是在提供一维混凝土健康监测测试仪器的基础上给出基于钢筋同轴电缆构造的一维混凝土裂缝测试仪器。实时监测一维混凝土健康状况，及时发现混凝土病变并预报预警。

本实用新型的目的是这样达到的：

阶跃测试仪由阶跃信号发生器、信号放大电路、模数转换电路、微处理器构成，阶跃信号发生器的两个输出端口与信号放大电路短接并联，模数转换电路、微处理器依次顺序连接在信号放大电路，微处理器与阶跃信号发生器连接。

钢筋同轴电缆一维混凝土有内、外两导体，轴心为内导体。测试时，一维混凝土一端的内导体和外导体与阶跃测试仪中的阶跃信号发生器一个端口短接。

被测钢筋同轴电缆一维混凝土有内、外两导体，轴心为内导体，其内导体是钢筋；外导体是由若干箍筋、纵筋组合成的一维混凝土钢筋外圈。

所述内导体是钢筋，是指一根钢筋。

所述内导体是钢筋，是指内导体是由与外导体结构相似的若干箍筋和纵筋组合而成，且内导体的箍筋直径小于外导体的箍筋直径。

所述阶跃测试仪中的微处理器是现场可编程门阵列FPGA

所述阶跃测试仪微处理器是数字信号处理电路DSP。

本实用新型的积极效果是：

1、检测一维混凝土健康状况，并对建筑物及时作出质量评估，特别是房屋建筑、桥梁工程、水利工程等关系重大民生的建筑物混凝土安全情况做出正确判断。

2、可以实时监测一维混凝土健康状况，及时发现混凝土病变并预报预警，将安全事故消灭在发生前，避免重大事故发生。

3、阶跃测试仪结构简单，使用方便可靠，数据显示直观。

(四)附图说明

图1是圆形钢筋同轴电缆构造的一维混凝土示意图。

图2是截面为方形的钢筋同轴电缆构造的一维混凝土示意图。

图3是阶跃测试仪结构示意图。

图4是阶跃测试仪与被测一维混凝土的连接关系示意图。

图5是阶跃测试仪中的阶跃信号发生器电路图。

图6是阶跃测试仪中的信号放大电路图。

图7～9是阶跃测试仪中数模转换电路，其中，图7是模数转换时钟驱动电路图，

图8是模拟信号输入差分驱动电路，图9数模转换模块电路图。

图10～图15是阶跃测试仪中微处理器采用现场可编程门阵列FPGA的电路图。

图中，1轴心、2-1～1-n圆形箍筋、3-1～3-m纵筋、4-1～4-n方形箍筋、5阶跃信号发生器、6信号放大电路、7模数转换电路、8微处理器、9-1、9-2连接端口、10阶跃测试仪、11被测一维混凝土、12外导体、13内导体。

(五)具体实施方式

实施例1。

参见附图1。本例的被测一维混凝土截面为圆形。轴心为内导体,是一根钢筋。外导体由圆形箍筋、纵筋组合而成。

内导体也可由与外导体结构相似的圆形箍筋、纵筋组合而成，但圆形箍筋直径比外导体小。

实施例2。

参见附图2。本例的被测一维混凝土截面为方形。轴心为内导体,是一根钢筋。外导体由方形箍筋、纵筋组合而成。