[发明专利]一种单端钢筋长度测量装置及方法

权利要求书

1.一种单端钢筋长度测量装置，其特征在于：

包括超声波探头(3)、时间测量模块(4)和单片机(5)；待测量钢筋(1)一端插入到混凝土结构体(2)内，超声波探头(3)连接到待测量钢筋(1)暴露在外的一端，超声波探头(3)经时间测量模块(4)和单片机(5)连接，单片机(5)分别和电池(6)、显示屏(7)、按钮(8)连接，电池(6)同时连接到时间测量模块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种单端钢筋长度测量装置，其特征在于：

所述的超声波探头(3)端部设有孔，待测量钢筋(1)暴露在外的一端套装固定在孔中，超声波探头(3)包括一个超声波信号发射探头(14)和一个超声波信号接收探头(15)，超声波信号发射探头(14)和一个超声波信号接收探头(15)被固定在超声波探头(3)内处于孔底面并紧贴待测量钢筋(1)的端面。

3.根据权利要求1所述的一种单端钢筋长度测量装置，其特征在于：

所述的时间测量模块(4)包括压控振荡器(9)、混频器(10)、脉冲信号源(11)、功率放大器(12)、小信号放大器(13)和时差测量芯片(16)；单片机(5)经压控振荡器(9)和混频器(10)的一个输入端连接，混频器(10)另一个输入端和脉冲信号源(11)连接，混频器(10)的输出端经功率放大器(12)连接到超声波信号发射探头(14)，混频器(10)的输出端同时连接到时差测量芯片(16)，超声波信号接收探头(15)经小信号放大器(13)连接到时差测量芯片(16)，单片机(5)分别和小信号放大器(13)使能端和时差测量芯片(16)的start引脚(17)连接，时差测量芯片(16)输出端和单片机(5)连接。

本发明通过上述时间测量模块(4)的电路结构设计能够获取到信号优良的反射信号，进而用于计算获得准确的钢筋长度L。

4.根据权利要求1所述的一种单端钢筋长度测量装置，其特征在于：

所述的时差测量芯片(16)采用可利用数字门电路延时特性测量时差的测量芯片。

5.根据权利要求1所述的一种单端钢筋长度测量装置，其特征在于：

所述的单片机(5)、电池(6)、显示屏(7)、按钮(8)和时间测量模块(4)均集成在同一手持仪表内。

6.一种单端钢筋长度测量方法，其特征在于：

所述方法采用权利要求1-5任一所述装置，

时间测量模块(4)中，脉冲信号源(11)产生一组相同频率的高斯脉冲信号发送到混频器(10)，一组高斯脉冲信号中具有多个相同频率以固定时间间隔发出的信号；单片机(5)控制压控振荡器(9)产生一组不同频率的载波信号发送到混频器(10)，一组载波信号中具有多个不同频率以固定时间间隔发出的信号；经过混频器(10)混频后，形成一组不同载波频率的高斯包络脉冲信号；

高斯包络脉冲信号分为两路，一路直接输入时差测量芯片(16)的stop1引脚(18)，另一路经功率放大器(12)放大后到超声波信号发射探头(14)上，超声波信号发射探头(14)发出发射信号，发射信号从待测量钢筋(1)暴露在外的端面进入后传播到另一端面发生反射，反射信号回到待测量钢筋(1)暴露在外的端面后被超声波信号接收探头(15)接收，接收到的测量信号经小信号放大器(13)放大后进入时差测量芯片(16)的stop2引脚(19)；

时差测量芯片(16)接收高斯包络脉冲信号和测量信号，计算其中每个脉冲信号到达stop1引脚(18)和stop2引脚(19)的时间差，单片机(5)通过时差测量芯片(16)的输出引脚(20)读取时间差，单片机(5)计算各个时间差的平均值t₀，然后采用公式L＝c*t₀/2计算获得钢筋长度L，其中c表示声波在钢筋中传播速度。