一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置及方法，该装置包括天线

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置及方法


[0001]本专利技术属于建筑物无损检测领域，特别涉及该领域中的一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置及方法
。

技术介绍

[0002]近年来，既有墙体的外部附着结构出现裂缝
、
空鼓
、
渗水
、
粘结力不足等问题，砸伤行人
、
损坏财物的事故数量逐年递增
。
对于新建建筑，施工方使用包含粘结砂浆的附着结构时，可能存在粘结砂浆使用量不足的情况，这也会导致附着结构未达到使用年限就出现脱落的问题
。
现有检测手段有红外光谱探测
、
敲击探测
、
传统探地雷达等
。
其中红外光谱探测仅能反映外表面突出问题，受探测深度局限不能探查内部病灶
。
敲击探测仅能凭人工经验判别，判别结果受人的主观因素影响大，不能客观反映问题所在
。
传统探地雷达工作频率一般在
2GHz
以下，分辨率低，不能满足探测要求
。
以上三种检测手段均不能对病害进行定量化判别
。
[0003]王卓琳等人在题为
《
三维激光扫描外墙检测系统
》
的技术专利中，公开了一种三维激光扫描外墙检测系统，包括一扫描装置
、
一控制器
、
一数据采集装置
、
一信号处理装置和一便携式计算机；所述便携式计算机
、
所述控制器和所述扫描装置依次连接；所述扫描装置
、
所述数据采集装置
、
所述信号处理装置和所述便携式计算机依次连接；所述扫描装置包括一壳体和固定于所述壳体的一激光发射器
、
一激光接收器
、
一驱动机构和至少两反光镜；所述反光镜与所述驱动机构传动连接并分别邻近所述激光发射器和所述激光接收器设置；所述控制器连接所述激光发射器
、
所述激光接收器和所述驱动机构
。
该装置的缺点在于，由于激光的穿透能力弱，其仅能对建筑物外立面的表面缺陷进行检测，不能检测附着结构下表面粘结砂浆的分布与碎裂情况
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置及方法
。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其改进之处在于：包括天线
、
主机
、
测距装置
、
上位机和电源；天线包括天线形式和结构尺寸均相同的一个发射天线和一个接收天线，发射天线与接收天线并排放置，边缘间距为0，摆放方向与扫描方向垂直；主机包括雷达收发模块
、
主控模块和人机交互模块；雷达收发模块用于向发射天线产生发射信号
、
接收来自接收天线的回波信号；主控模块用于接收测距装置发出的距离触发信号
、
控制雷达收发模块开始或停止工作
、
接收人机交互模块的命令并执行
、
存储采集的数据；人机交互模块用于用户在检测前设置参数和发送装置开始或停止工作命令；测距装置用于向主机的主控模块发送距离触发信号并记录装置走过测线的实际长度；上位机与主机连接通信，电源用于为整个装置供电
。
[0006]进一步的，天线的频率范围为
5000MHz—12000MHz
，驻波比小于等于
2.5
；天线与主机的雷达收发模块通过高频同轴线缆电连接
。
[0007]进一步的，发射天线和接收天线均为透镜天线，透镜天线包括透镜
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板，透镜包括透镜体和底座，透镜体位于最前方，其后依次为底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板
。
[0008]进一步的，所述的透镜体为介质凸透镜
、
龙伯透镜
、
菲涅尔透镜
、
超材料透镜或介质平板透镜，底座的材质与透镜体相同
。
[0009]进一步的，底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板的正视图投影均为大小形状相同的正方形
。
[0010]进一步的，底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板通过非金属的螺钉
、
垫片和螺母依次连接；辐射振子板采用高频天线板材作为基材，上面印制螺旋天线；反射背板基材与辐射振子板相同，并在靠近巴伦板的一面敷铜
。
[0011]进一步的，主机的雷达收发模块采用脉冲体制，发射脉冲的中心频率在
5304MHz—10909MHz
之间
。
[0012]进一步的，主机的人机交互模块采用触控显示屏或者显示屏
、
按键
、
报警灯
、
报警音结合的方式
。
[0013]进一步的，主机通过网络接口或者移动存储介质向上位机传输数据
。
[0014]一种用于检测墙体外部附着结构病害的方法，使用上述的装置，其改进之处在于，包括如下步骤：步骤1，规划墙面测线：将装置垂直墙面放置，天线辐射端正对墙面，天线的透镜表面与墙面距离为
b
，取连接发射天线与接收天线反射背板中心的线段中点位置为
O
’
， 以
O
’
在墙面的投影位置为原点
O
，水平方向为
X
轴，竖直方向为
Y
轴，沿
Y
轴规划
N
条长度为
a、
间距为
D
且平行于
X
轴的直线测线，记为测线1，测线2，
…
，测线
N
；步骤2，设置参数并开始检测：接通装置电源并启动，用户通过主机的人机交互模块设置参数并发送开始采集命令；步骤3，采集
N
条测线数据：装置从原点
O
出发开始探测，当接收到测距装置发出的距离触发信号时，开始采集数据并存储，当完成测线1的采集时，将装置沿
Y
轴方向平移至测线2，使
O
’
在墙面的投影与测线2的一端重合，装置从测线1平移至测线2期间不进行数据采集，以此“S”型运动轨迹完成对
N
条测线的探测；步骤4，对
N
条测线数据进行数据预处理：将主机存储的所有测线数据传输至上位机，上位机以
B
‑
Scan
图像形式呈现原始数据，对所有编号为偶数的测线数据统一进行剖面翻转操作，对所有测线数据进行调节增益
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：包括天线
、
主机
、
测距装置
、
上位机和电源；天线包括天线形式和结构尺寸均相同的一个发射天线和一个接收天线，发射天线与接收天线并排放置，边缘间距为0，摆放方向与扫描方向垂直；主机包括雷达收发模块
、
主控模块和人机交互模块；雷达收发模块用于向发射天线产生发射信号
、
接收来自接收天线的回波信号；主控模块用于接收测距装置发出的距离触发信号
、
控制雷达收发模块开始或停止工作
、
接收人机交互模块的命令并执行
、
存储采集的数据；人机交互模块用于用户在检测前设置参数和发送装置开始或停止工作命令；测距装置用于向主机的主控模块发送距离触发信号并记录装置走过测线的实际长度；上位机与主机连接通信，电源用于为整个装置供电
。2.
根据权利要求1所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：天线的频率范围为
5000MHz—12000MHz
，驻波比小于等于
2.5
；天线与主机的雷达收发模块通过高频同轴线缆电连接
。3.
根据权利要求1所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：发射天线和接收天线均为透镜天线，透镜天线包括透镜
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板，透镜包括透镜体和底座，透镜体位于最前方，其后依次为底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板
。4.
根据权利要求3所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：所述的透镜体为介质凸透镜
、
龙伯透镜
、
菲涅尔透镜
、
超材料透镜或介质平板透镜，底座的材质与透镜体相同
。5.
根据权利要求3所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板的正视图投影均为大小形状相同的正方形
。6.
根据权利要求3所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：底座
、
辐射振子板
、
巴伦板和反射背板通过非金属的螺钉
、
垫片和螺母依次连接；辐射振子板采用高频天线板材作为基材，上面印制螺旋天线；反射背板基材与辐射振子板相同，并在靠近巴伦板的一面敷铜
。7.
根据权利要求1所述用于检测墙体外部附着结构病害的装置，其特征在于：主机的雷达收发模块采用脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛薇，孙学超，殷岳萌，王成浩，刘闯，李少龙，周伟家，张照，吴海涛，彭正辉，张其道，任强，吴燕民，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：