[发明专利]一种单端钢筋长度测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种单端钢筋长度测量装置及方法。待测量钢筋一端插入到混凝土结构体内，超声波探头连接到待测量钢筋暴露在外的一端，超声波探头经时间测量模块和单片机连接；脉冲信号源产生高斯脉冲信号，单片机控制压控振荡器产生载波信号，两组经过混频器混频后，形成一组不同载波频率的高斯包络脉冲信号发射到待测量钢筋暴露在外的端面，反射接收到的测量信号经时差测量芯片到单片机中计算获得钢筋长度。本发明测量可避免单频或窄带测量中超声信号衰减较大的影响，可以不需调整测量电路直接得到最佳的测量频率，具有测量效率高，成本低，结构简单的特点，可用于混凝土内钢筋长度测量等应用场合。

技术领域

本发明涉及钢筋长度测量，尤其涉及了一种基于超宽带脉冲的、多频率点的无损长度测量方装置及其方法。

背景技术

现代建设工程中，钢筋混凝土的使用非常普遍。钢筋长度是根据水平载荷、弯矩等因素，按照有关规范确定的。由于埋设钢筋在施工过程中属于隐蔽工程，少数企业会偷减钢筋长度以谋取不当利益，这会严重影响工程质量，为建筑物埋下安全隐患。

目前常用的的混凝土内钢筋长度检测方法是充电法和磁法，利用钢筋和周围物质的电磁特性差异来测量钢筋长度。这些方法需要在钢筋的附近钻孔，充电法需要在孔中放入电极，磁法需要在孔中放入磁性探头。钻孔会不可避免地对原有结构造成损害。目前尚没有无损测量混凝土内钢筋长度的方法。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明提供了一种单端钢筋长度测量装置及方法，基于超宽带脉冲具有多频率点，能无损测量单端钢筋长度。

本发明采取的技术方案是：

一、一种单端钢筋长度测量装置：

装置包括超声波探头、时间测量模块和单片机；待测量钢筋一端插入到混凝土结构体内，超声波探头连接到待测量钢筋暴露在外的一端，超声波探头经时间测量模块和单片机连接，单片机分别和电池、显示屏、按钮连接，电池同时连接到时间测量模块。

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

所述的时间测量模块包括压控振荡器、混频器、脉冲信号源、功率放大器、小信号放大器和时差测量芯片；单片机经压控振荡器和混频器的一个输入端连接，混频器另一个输入端和脉冲信号源连接，混频器的输出端经功率放大器连接到超声波信号发射探头，混频器的输出端同时连接到时差测量芯片，超声波信号接收探头经小信号放大器连接到时差测量芯片，单片机分别和小信号放大器使能端和时差测量芯片的start引脚连接，时差测量芯片输出端和单片机连接。

本发明通过上述时间测量模块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。

所述的时差测量芯片采用可利用数字门电路延时特性测量时差的测量芯片。

所述的单片机、电池、显示屏、按钮和时间测量模块均集成在同一手持仪表内。

二、一种单端钢筋长度测量方法：

采用上述所述装置，然后：时间测量模块中，脉冲信号源产生一组相同频率的高斯脉冲信号发送到混频器，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；单片机控制压控振荡器产生一组不同频率的载波信号发送到混频器，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；经过混频器混频后，形成一组不同载波频率的高斯包络脉冲信号；