[发明专利]基于微波反射系数的钢筋混凝土基础腐蚀检测系统和方法

说明书

本发明提供了一种基于微波反射系数的钢筋混凝土基础腐蚀检测系统和方法，所述系统包括信号输出模块、数据处理模块和信号接收模块，所述信号输出模块和信号接收模块均与数据处理模块连接。所述方法具体为首先向钢筋混凝土基础发射微波信号，并确定扫描频率f，获取扫描频率f对应的反射系数基准值Γ₀，再利用矩形波导以扫描频率f对输变电钢筋混凝土基础进行扫描，获得反射系数Γ₁，最后对比Γ₀和Γ₁，Γ₀的值大于Γ₁的值时，钢筋发生腐蚀；Γ₀的值等于Γ₁的值时，钢筋未发生腐蚀。本发明提供的系统及方法可以实现对钢筋混凝土基础腐蚀状态的非接触式检测，且适用于大部分的复杂环境，操作简单的同时保证了检测精度。

技术领域

本发明涉及钢筋腐蚀检测技术领域，尤其是指一种基于微波反射系数的钢筋混凝土基础腐蚀检测系统和方法。

背景技术

随着我国电网的规模不断扩大，在进行输变电工程的建设时，需要在一些强腐蚀性土壤的地区开展输变电工程的建设。输变电工程的建设需要使用到大量的输变电钢筋混凝土结构，比如变电站基础、接地网和杆塔塔基等都会使用到输变电钢筋混凝土结构，然而在强腐蚀性土壤的环境下，钢筋混凝土结构往往很容易被腐蚀。一些腐蚀情况严重的混凝土结构面临着很高的倒塌风险，大大影响了电力系统的安全稳定运行。

而现有钢筋腐蚀检测方法主要包括了超声波无损检测方法和半电池电位法。超声波无损检测法主要依据超声波在钢筋混凝土结构中传播时的变化情况来反映其腐蚀情况。但是在使用超声波无损检测法进行腐蚀检测时，需要在超声波探头上涂抹耦合剂，然而使用耦合剂会对环境造成较大的污染，且超声波从一种介质中传播到另一种介质的界面时，会发生反射、透射和折射，伴随着能量的转化，超声波的一部分能量在界面处被反射，一部分能量透过界面直接传入介质内部，探头上的耦合剂会加大超声波的能量折损情况，这就会影响到钢筋腐蚀检测的准确性。半电池电位法则是通过检测并比较钢筋与参比电极之间的电位差大小来判断钢筋腐蚀程度，检测时需将参比电极置于混凝土内，会对原钢筋混凝土结构造成破坏，且结果受环境的相对湿度、水泥种类、水灰比等影响，对于钢筋腐蚀程度的检测准确度并不高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于微波反射系数的钢筋混凝土基础腐蚀检测系统和方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种基于微波反射系数的钢筋混凝土基础腐蚀检测方法，包括以下步骤：

步骤一，利用矢量网络分析仪以及矩形波导向钢筋混凝土基础发射微波信号，并确定矢量网络分析仪和矩形波导的扫描频率f，获取扫描频率f对应的钢筋混凝土基础的反射系数基准值Γ₀；

步骤二，利用矩形波导以扫描频率f对输变电钢筋混凝土基础进行扫描，获得反射系数Γ₁；

步骤三，对比Γ₀和Γ₁的值，若Γ₀的值大于Γ₁的值，则钢筋发生了腐蚀；若Γ₀的值等于Γ₁的值，则钢筋未发生腐蚀，并返回步骤二，更新反射系数Γ₁的值。

通过矢量网络分析仪以及矩形波导发射微波信号进行腐蚀检测，通过微波信号来检测钢筋的腐蚀情况，微波信号对于如混凝土之类导电性能差的材料的穿透能力强，即使是复杂的环境，微波检测法也能够有效检测出钢筋的腐蚀程度。且矢量网络分析仪与矩形波导的检测为非接触式检测，在使用过程中也不需要使用到耦合剂来减小空气对于检测信号的影响，即避免了因使用耦合剂对环境造成的破坏，又不需要对钢筋混凝土结构进行改造，防止影响到钢筋混凝土的工作性能。通过对比反射系数的变化来确定钢筋是否发生腐蚀。