[发明专利]一种检测钢筋直径的脉冲涡流信号特征量提取方法

说明书

本发明公开一种检测钢筋直径的脉冲涡流信号特征量提取方法，将混凝土内埋藏的被检钢筋脉冲涡流检测的感应电压时域信号绘制于双对数坐标系下，对检测信号起始直线段进行直线拟合；然后将感应电压曲线与拟合直线作比，提取感应电压衰减到拟合直线70％的分离点时间作为检测特征量，来确定混凝土内埋藏钢筋的直径；并通过与被检钢筋同批次的标准钢筋检测信号，对特征量进行标定，消除钢筋电磁参数对直径检测结果的影响。

技术领域

本发明属于电磁无损检测技术领域，涉及一种检测混凝土内埋藏钢筋直径的脉冲涡流检测方法。

背景技术

在建筑领域，钢筋混凝土由于其优秀的耐压强度和抗拉强度而得到广泛应用，建筑物的结构稳定性及力学性能受混凝土中钢筋的公称直径、位置、数量以及保护层厚度影响，在评估施工质量、预测建筑物寿命等方面非常重要，因此需要对钢筋混凝土的参数进行检测和评估。

目前在建筑领域中，常用电磁感应法检测混凝土中钢筋的参数，电磁感应法检测钢筋可以采用直流、正弦交流、脉冲信号等激励方式，在目标区域内产生磁场使钢筋磁化，从而在钢筋内部产生涡流，进而产生二次磁场，通过传感器检测磁场的扰动估算钢筋参数。目前常见的检测设备已经可以对钢筋的位置和保护层厚度进行测量，但由于缺少直接的电磁场理论研究，仍不能准确测量钢筋直径。

脉冲涡流法是一种非接触的电磁无损检测方法。激励线圈通入脉冲激励电流，产生脉冲强磁场，变化的磁场在钢筋内感应出瞬态涡流场，此涡流场又在检测线圈两端感应出电压信号。通过测量感应电压的衰减过程，来确定钢筋的位置，检测钢筋的直径。脉冲涡流法施加的是脉冲激励，可产生瞬态强磁场，其最大的优势是穿透能力强，对钢筋直径、钢筋外混凝土厚度等参数的变化检测灵敏度更高。且混凝土为非导电和非导磁材料，不会干扰脉冲涡流场的分布和检测信号。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种检测钢筋直径的脉冲涡流信号特征量提取方法，可准确无损地对混凝土内埋藏的钢筋进行定位和直径检测。

本发明检测钢筋直径的脉冲涡流信号特征量提取方法，具体步骤如下：

步骤一：标准钢筋电磁常数的标定

选取与被检钢筋同规格的钢筋作为标准钢筋，利用信号特征量对钢筋电磁常数值进行标定：

A、设计环形跑道形线圈探头，置于标准钢筋正上方，对标准钢筋实施脉冲涡流检测，采集得到的标准钢筋感应电压时域信号u₀(t)存储于计算机，由计算机将标准钢筋感应电压时域信号u₀(t)绘制在双对数坐标系中，得到绘制于双对数坐标系中的感应电压测量曲线u_log0(t)。

B、对步骤A中得到的感应电压测量曲线上起始直线段进行最小二乘法直线拟合，得到双对数坐标系下起始段感应电压拟合直线。

C、将感应电压测量曲线与拟合直线作比，确定感应电压衰减到拟合直线x％的时间点，定义为分离点时间T₀；将T₀作为标准钢筋的检测特征量，与标准钢筋的直径d₀的平方成正比关系：

式中，C₀为与钢筋电导率、磁导率两个电磁参数相关的常数。

D、根据上式，依据标准钢筋的检测特征量T₀对钢筋电磁常数C₀进行标定：

步骤二：确定待检测钢筋的位置。

步骤三：被检钢筋直径的检测

本发明采用分离点时间信号特征量T_j来确定被检钢筋的直径变化，具体步骤如下：