以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪制造技术

本发明专利技术公开了以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪。钢筋发射电极和接收电极均埋在混凝土中。发射电极通过发射电缆与发射电路相连接，发射电路发出的信号经过发射电极在混凝土中发出，接收电极通过接收电缆与接收电路相连接，接收电路对接收电极收到的信号进行放大和滤波。发射电路的输出信号通过发射通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和发射电路间双向通信控制。接收电路的输出信号通过接收通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块与接收电路间双向通信控制。本发明专利技术采用钢筋作为电极，不会改变混凝土的既有结构特点和受力特点，不需改变施工过程和施工方法，电极寿命与混凝土结构寿命等长。设计简单、施工方便、成本低、寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料检测范畴，涉及混凝土质量监测。
技术介绍
混凝土是广泛用于房屋建筑、桥梁工程、水利工程等的一种重要的工程材料，而混凝土裂缝的发生往往难以避免。裂缝的发生发展会严重破坏结构的整体性，直接危害工程结构的安全，故裂缝检测是工程安全监测的重要内容。公路、桥梁、大坝以及其他工用民用建筑，都需进行定期的或实时的裂缝检测。然而，混凝土结构裂缝的预测与预报，混凝土裂缝的诊断与监测是当今国际上急需攻克的主要难题之一。中国专利号200610020932.8《基于阻抗成像的混凝土损伤检测方法与设备》提供了一种混凝土损伤检测方法和设备，这种方法采用了阻抗成像技术得出混凝土的健康状况，但在实际使用中由于需要嵌入检测电极，嵌入的检测电极与混凝土不能很好的兼容，而且，改变了施工过程和施工方法，因此，存在一定的应用局限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单、使用方便，检测效果好的混凝土裂缝检测器。本专利技术的目的是这样达到的检测仪由发射电极、发射电缆、发射电路、发射通信控制接口、控制与计算模块、接收通信控制接口、接收电路、接收电缆和接收电极组成；发射电极和接收电极采用的均是钢筋电极，发射电极和接收电极埋在混凝土中，发射电极通过发射电缆与发射电路相连接，接收电极通过接收电缆与接收电路连接；发射电路的输出信号通过发射通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和发射电路间双向通信；接收电路的输出信号通过接收通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和接收电路间双向通信；发射电路的输出信号通过发射电极在混凝土中传播，接收电极接收发射电极发出的在混凝土中传播的信号。发射电路由单片机控制，发射电路含单片机，波形产生器和功率放大电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过发射通信与控制接口连接到控制与计算模块。接收电路由单片机控制，接收电路含单片机和放大与滤波电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过接收通信与控制接口连接到控制与计算模块。控制与计算模块中含有微处理器芯片和存储器，控制与计算模块通过发射通信控制接口对发射电路进行控制，通过发射通信控制接口接收发射电路发射的信号；控制与计算模块通过接收通信控制接口对接收电路进行控制，通过接收通信控制接口接收接收电路收到的信号。所述发射电路的单片机通过通信接口连接波形产生器、并通过通信接口对波形产生器进行控制，波形产生器输出信号到功率放大电路，并同时输出给AD转换器，由AD转换、器进行模数转换后，通过发射通信与控制接口将数字信号传输到控制与计算模块，功率放大电路将波形产生器产生的信号进行功率放大，通过发射电缆连接到发射电极。 所述接收电路的单片机通过IO引脚连接到放大与滤波电路、并通过IO引脚对放大与滤波电路进行控制；放大与滤波电路输出信号输出给AD转换器，由AD转换器进行模数转换后，将数字信号通过接收通信控制接口传输给控制与计算模块。所述发射电路的波形产生器输出的模拟信号通过发射通信与控制接口直接输出到控制与计算模块。所述接收电路的单片机通过IO引脚连接到放大与滤波电路、并通过IO引脚对放大与滤波电路进行控制后直接将模拟信号传输给控制与计算模块。所述发射电极和接收电极的钢筋电极是对偶形或环形电极。所述发射电路的通信接口为RS232接口或RS485接口或并行通信接口。接收电路的通信接口为RS232接口或RS485接口或并行通信接口。 所述控制与计算模块中含有的微处理器芯片是信号处理器芯片或ARM处理器芯片。本专利技术的有益效果是应用钢筋作为电极，不会改变既有的结构特点和受力特点，不需改变施工过程和施工方法，电极寿命与结构寿命等长。与其他嵌入传感器的检测技术相比，应用钢筋作电极，具有设计简单、施工方便、成本低、寿命长等特点，并可以实时地计算裂缝分布，对裂缝的产生与发展进行记录与分析，预测、监测裂缝的形成与发展，使得混凝土的裂缝能得到及时的预报、察觉、诊断，对于确保混凝土结构物在裂缝产生的初期得到及时修复和控制、保证混凝土结构物在使用寿命期内能满足预定的各项功能要求，甚至于延长混凝土结构物的使用年限、避免建筑的灾难性破坏具有重大意义。附图说明图I是本检测仪的结构方框图。图2是本检测仪的使用状态示意图。图3是本检测仪的发射电极为对偶型电极示意图，其中，A1、A2为与发射电缆连接n。图4是本检测仪的发射电极为环型电极示意图，其中，BI、B2为与发射电缆连接□。图5是本检测仪的发射电路通信接口电路。图6是本检测仪的发射电路单片机调试接口电路图。图7是本检测仪的发射电路单片机复位电路。图8是本检测仪的发射电路单片机电路图。图9是本检测仪的发射电路波形产生电路示意图。图10是本检测仪的发射电路功率放大电路图。图11-1、图11-2、图11-3、图11-4是控制与计算模块中数字信号处理电路图。图12本检测仪的控制与计算模块的复位电路图。图13是控制与计算模块的调试与仿真接口电路。图14是控制与计算模块的RS232通信接口电路。图15控制与计算模块的存储器电路图。图16是接收电路的放大与滤波电路图。图17是接收电路的通信接口电路图。图18是接收电路单片机调试接口电路图。图19是接收电路单片机复位电路图。图20是接收电路单片机电路图。具体实施例方式附图给出了本专利技术的实施例。 实施例I。检测仪由发射电极，发射电缆，发射电路，发射通信控制接口，控制与计算模块，接收通信控制接口，接收电路，接收电缆，接收电极组成。发射电极通过发射电缆与发射电路相连接，发射电路的信号由发射电极发出，接收电极通过接收电缆与接收电路相连接，接收电路对接收电极收到的信号进行放大与滤波。发射电路通过发射通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和发射电路间双向通信控制。接收电路通过接收通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和接收电路间双向通信控制。控制与计算模块控制发射电路产生检测所需的发射信号并产生同步控制信号，发射电路发射指定的功率、指定信号格式的电波，并通过发射电缆传送给发射电极，控制与计算模块对发射电路的控制是通过发射通信控制接口实现的。控制与计算模块同时控制接收电路，向接收电路发出控制信号与同步信号，接收电极接收发射电极发出的电磁波信号；接收电缆将接收电极的接收信号传输给接收电路，接收电路将接收的信号放大、滤波并进行模数转换，将转换后的数字信号通过接收通信控制接口传输给控制与计算模块。控制与计算模块通过分析计算发射信号和接收信号，推导混凝土的内部结构特点，接收电路也可将模拟信号传输给控制与计算模块，由控制与计算模块完成模数转换。本例的发射电极和接收电极均采用对偶性电极，发射电极和接收电极在混凝土浇灌时就被埋在混凝土中。发射电缆连接在发射电极的Al、A2处，接收电缆连接在接收电极的A1、A2处。发射电缆和接收电缆同为普通的电线或同轴电缆，发射电缆将发射电路产生的信号输送给发射电极，接收电缆将接收电极接收信号传送给接收电路。各模块的功能是发射电路在控制与计算模块的控制下发射指定功率、指定信号格式的电波。发射通信控制接口将控制与计算模块的通信信息和控制信号传送给发射电路。控制与计算模块根据混凝土的特点设计检测所需的发射信号，并产生同步控制信号，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪，其特征在于检测仪由发射电极、发射电缆、发射电路、发射通信控制接□、控制与计算模块、接收通信控制接口、接收电路、接收电缆和接收电极组成；发射电极和接收电极采用的均是钢筋电极，发射电极和接收电极埋在混凝土中，发射电极通过发射电缆与发射电路相连接，接收电极通过接收电缆与接收电路连接；发射电路的输出信号通过发射通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和发射电路间双向通信；接收电路的输出信号通过接收通信控制接口连接到控制与计算模块，控制与计算模块和接收电路间双向通信；发射电路的输出信号通过发射电极在混凝土中传播，接收电极接收发射电极发出的在混凝土中传播的信号； 发射电路由单片机控制，发射电路含单片机，波形产生器和功率放大电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过发射通信与控制接口连接到控制与计算模块； 接收电路由单片机控制，接收电路含单片机和放大与滤波电路，单片机连接有调试接口、单片机复位电路和通信接口，通信接口通过接收通信与控制接口连接到控制与计算模块； 控制与计算模块中含有微处理器芯片和存储器，控制与计算模块通过发射通信控制接口对发射电路进行控制，通过发射通信控制接口接收发射电路发射的信号；控制与计算模块通过接收通信控制接口对接收电路进行控制，通过接收通信控制接口接收接收电路收到的信号。2.如权利要求I所述的混凝土裂缝检测仪，其特征在于所述发射电路的单片机通过通信接口连接波形产生器、并通过通信接口对波形产生器进行控制，波形产生器输出信号到功率放大电路，并同时输出给AD转换器，由AD转换器进行模数转换后，通过发射通信与控制接口将数字信号传输到控制与计算模块，功率放大电路将波形产生器产生的信号进行功率放...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫思特，李碧雄，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：