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一种基于电磁感应的 钢筋 混凝土检测装置

阅读：638发布：2023-12-30

专利汇可以提供一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且涉及一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，包括均值信号发射接收线圈板、差值信号发射线圈板、差值信号接收线圈板、发射驱动板、屏蔽板、控制检测电路板、固定柱以及编码器；均值信号发射接收线圈板上设置有六组呈三行两列分布的第三PCB线圈、三组第二PCB线圈和一组第一PCB线圈，每组第二PCB线圈包围同一行的两组第三PCB线圈，第一PCB线圈包围三组第二PCB线圈；差值信号发射线圈板上设置有两组第四PCB线圈，分别位于差值信号发射线圈板的左右两侧；差值信号接收线圈板垂直于差值信号发射线圈板，差值信号接收线圈板上设置有三组第五PCB线圈。本发明能够解决现有技术中对密集钢筋分辨能力低的问题，同时也增大了探测深度又提高了保护层厚度的测量精度。，下面是一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，包括均值信号发射接收线圈板(1)、差值信号发射线圈板(2)、差值信号接收线圈板(3)、发射驱动板(4)、屏蔽板(5)、控制检测电路板(6)、固定柱(7)以及编码器(8)；
所述均值信号发射接收线圈板(1)水平放置，所述均值信号发射接收线圈板(1)上设置有六组呈三行两列分布的用于接收均值信号的第三PCB线圈(12)、三组用于发射小量程均值信号的第二PCB线圈(11)和一组用于发射大量程均值信号的第一PCB线圈(10)，每组第二PCB线圈(11)包围同一行的两组第三PCB线圈(12)，所述第一PCB线圈(10)包围三组第二PCB线圈(11)；
所述差值信号发射线圈板(2)与所述均值信号发射接收线圈板(1)平行放置且固定在一起，所述差值信号发射线圈板(2)上设置有两组第四PCB线圈(13)，分别位于所述差值信号发射线圈板(2)的左右两侧，用于发射差值信号；
所述差值信号接收线圈板(3)垂直于所述差值信号发射线圈板(2)且沿所述差值信号发射线圈板(2)的长边方向设置，所述差值信号接收线圈板(3)上设置有三组第五PCB线圈(14)，用于接收差值信号；
所述发射驱动板(4)垂直的设置在所述差值信号发射线圈板(2)上，所述发射驱动板(4)上设置有所述编码器(8)；
所述屏蔽板(5)平行于所述差值信号发射线圈板(2)设置且位于所述差值信号接收线圈板(3)上方；
所述控制检测电路板(6)平行设置于所述屏蔽板(5)上方；
所述固定柱(7)设置在所述差值信号发射线圈板(2)和所述屏蔽板(5)之间，用于支撑所述屏蔽板(5)；
所述均值信号发射接收线圈板(1)和所述差值信号接收线圈板(3)之间、所述差值信号接收线圈板(3)和所述控制检测电路板(6)之间、所述发射驱动板(4)与所述均值信号发射接收线圈板(1)之间、所述发射驱动板(4)与所述差值信号发射线圈板(2)之间均通过接口焊盘的形式连接。
2.根据权利要求1所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述均值信号发射接收线圈板(1)上还设置有：一组第一接口焊盘(16)和一组第二接口焊盘(17)。
3.根据权利要求2所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述均值信号发射接收线圈板(1)结构采用10层PCB板的上下结构，所述第一PCB线圈(10)和第二PCB线圈(11)设置在第二层至第九层，所述第三PCB线圈(12)设置在第一层至第十层，所述第一接口焊盘(16)和第二接口焊盘(17)设置在第一层和第十层。
4.根据权利要求1所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述差值信号发射线圈板(2)上还设置有三个激光灯焊盘(15)和一组第三接口焊盘(18)。
5.根据权利要求4所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述差值信号发射线圈板(2)结构采用10层PCB板的上下结构，所述第四PCB线圈(13)设置在第二层至第九层，所述第三接口焊盘(18)设置在第一层和第十层。
6.根据权利要求1所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述差值信号接收线圈板(3)上还设置有：
一组第六接口焊盘(21)，用于同均值信号发射接收线圈板(1)的第二接口焊盘(17)焊接相连；
一组第七接口焊盘(22)。
7.根据权利要求6所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述差值信号接收线圈板(3)结构采用10层PCB板的上下结构，所述第五PCB线圈(14)设置在第一层至第十层，所述第六接口焊盘(21)和所述第七接口焊盘(22)设置在第一层和第十层。
8.根据权利要求2所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述发射驱动板(4)的上端设置有第一排针焊盘(24)，所述第一排针焊盘(24)上焊接有双排针插头(30)，所述发射驱动板(4)的下端设置有第四接口焊盘(19)和第五接口焊盘(20)，所述发射驱动板(4)以垂直于所述均值信号发射接收线圈板(1)和所述差值信号发射线圈板(2)的方向将第四接口焊盘(19)和第五接口焊盘(20)分别插入到所述均值信号发射接收线圈板(1)的第一接口焊盘(16)和所述差值信号发射线圈板(2)的第三接口焊盘(18)所在的槽孔中，并使用焊锡焊接使焊盘连接，所述编码器(8)焊接在所述发射驱动板(4)右下角的编码器焊盘(32)上。
9.根据权利要求6所述的基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，其特征在于，所述控制检测电路板(6)上设置有：
一组第二排针焊盘(25)，所述第二排针焊盘(25)上焊接有双排针插座(31)；
一组第八接口焊盘(23)，用于同差值信号接收线圈板(3)的第七接口焊盘(22)焊接相连。

说明书全文

一种基于电磁感应的 钢筋 混凝土检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑检测领域，尤其涉及一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置。

背景技术

[0002] 由于混凝土的强度具有高抗压，低抗拉的特点，而钢筋的强度具有高抗拉、低抗压的特点，二者结合的钢筋混凝土结构协同作用，可得到很好的抗压抗拉能力，目前也是广泛用于楼、桥、隧道等建筑中的一种建筑结构。

[0003] 钢筋混凝土结构中的配筋率和钢筋保护层厚度不同，其在具体的结构中钢筋承受拉应力的能力也相应不同。厚度过大时，会降低保护层的裂缝控制性能、钢筋混凝土结构的受弯承载力及刚度，其结构安全性、耐久性都大大降低；而厚度过小时，保护层表面容易在结构受力时造成混凝土剥落，且随着时间的推移，混凝土结构表面碳化造成钢筋外部的混凝土失去保护作用甚至裸露钢筋，钢筋与混凝土之间失去粘结力，继而钢筋混凝土结构整体性受到破坏。为了稳步发展建设各项基础设施，我国对工程的梁、板等构件的内部钢筋分布(数量、间距、直径、保护层厚度等)有着严格的质量验收规范。在大量的验收需求当中，检测的快速准确、非破坏性检测是当前急需解决的。

[0004] 目前，国内外广泛采用电磁感应原理进行钢筋位置、直径、保护层厚度等参数检测，通过电磁感应线圈发射电磁场，同时接收该磁场范围内导电材料对电磁场的影响，转化成电子模拟信号，经过运放电路的处理，再将模拟信号转化为数字信号，通过处理器进行分析，并将结果显示到液晶屏上。然而，由于现有技术中的传感器结构设计比较简单，当钢筋间距较小时，保护层厚度越大，钢筋之间的感生磁场相互叠加越明显从而相互影响导致测量精度低。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

[0006] 为实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，包括均值信号发射接收线圈板、差值信号发射线圈板、差值信号接收线圈板、发射驱动板、屏蔽板、控制检测电路板、固定柱以及编码器；均值信号发射接收线圈板水平放置，均值信号发射接收线圈板上设置有六组呈三行两列分布的用于接收均值信号的第三PCB线圈、三组用于发射小量程均值信号的第二PCB线圈和一组用于发射大量程均值信号的第一PCB线圈，每组第二PCB线圈包围同一行的两组第三PCB线圈，第一PCB线圈包围三组第二PCB线圈；差值信号发射线圈板与均值信号发射接收线圈板平行放置且固定在一起，差值信号发射线圈板上设置有两组第四PCB线圈，分别位于差值信号发射线圈板的左右两侧，用于发射差值信号；差值信号接收线圈板垂直于差值信号发射线圈板且沿差值信号发射线圈板的长边方向设置，差值信号接收线圈板上设置有三组第五PCB线圈，用于接收差值信号；发射驱动板垂直的设置在差值信号发射线圈板上，发射驱动板上设置有编码器；屏蔽板平行于差值信号发射线圈板设置且位于差值信号接收线圈板上方；控制检测电路板平行设置于屏蔽板上方；固定柱设置在差值信号发射线圈板和屏蔽板之间，用于支撑屏蔽板；均值信号发射接收线圈板和差值信号接收线圈板之间、差值信号接收线圈板和控制检测电路板之间、发射驱动板与均值信号发射接收线圈板之间、发射驱动板与差值信号发射线圈板之间均通过接口焊盘的形式连接。

[0007] 优选地，均值信号发射接收线圈板上还设置有：一组第一接口焊盘和一组第二接口焊盘。

[0008] 优选地，均值信号发射接收线圈板结构采用10层PCB板的上下结构，第一PCB线圈、第二PCB线圈设置在第二层至第九层，第三PCB线圈设置在第一层至第十层，第一接口焊盘和第二接口焊盘设置在第一层和第十层。

[0009] 优选地，差值信号发射线圈板上还设置有三个激光灯焊盘和一组第三接口焊盘。

[0010] 优选地，差值信号发射线圈板结构采用10层PCB板的上下结构，第四PCB线圈设置在第二层至第九层，第三接口焊盘设置在第一层和第十层。

[0011] 优选地，差值信号接收线圈板上还设置有：一组第六接口焊盘，用于同均值信号发射接收线圈板的第二接口焊盘焊接相连；一组第七接口焊盘。

[0012] 优选地，差值信号接收线圈板结构采用10层PCB板的上下结构，第五PCB线圈设置在第一层至第十层，第六接口焊盘和第七接口焊盘设置在第一层和第十层。

[0013] 优选地，发射驱动板的上端设置有第一排针焊盘，第一排针焊盘上焊接有双排针插头，发射驱动板的下端设置有第四接口焊盘和第五接口焊盘，发射驱动板以垂直于均值信号发射接收线圈板和差值信号发射线圈板的方向将第四接口焊盘和第五接口焊盘分别插入到均值信号发射接收线圈板的第一接口焊盘和差值信号发射线圈板的第三接口焊盘所在的槽孔中，并使用焊锡焊接使焊盘连接，编码器焊接在发射驱动板右下角的编码器焊盘上。

[0014] 优选地，控制检测电路板上设置有：一组第二排针焊盘，第二排针焊盘上焊接有双排针插座；一组第八接口焊盘，用于同差值信号接收线圈板的第七接口焊盘焊接相连。

[0015] 本发明能够很好的解决现有技术中对密集钢筋分辨能力低的问题，同时也增大了探测深度又提高了保护层厚度的测量精度；该装置以模块化的结构方式实现，方便生产和组装，在高精度阻抗制作工艺下PCB线圈能够有非常好的一致性，简化了相关算法的设计。附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

[0017] 图1为本发明实施例提供的一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置的仰视总装轴测图；

[0018] 图2为本发明实施例提供的一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置的俯视总装轴测图；

[0019] 图3为本发明实施例提供的一种均值信号发射接收线圈板的结构示意图一；

[0020] 图4为本发明实施例提供的一种均值信号发射接收线圈板的结构示意图二；

[0021] 图5为本发明实施例提供的一种差值信号发射线圈板的结构示意图；

[0022] 图6为本发明实施例提供的一种差值信号接收线圈板的结构示意图；

[0023] 图7为本发明实施例提供的一种发射驱动板的结构示意图；

[0024] 图8为本发明实施例提供的一种屏蔽板的结构示意图；

[0025] 图9为本发明实施例提供的一种控制检测电路板的结构示意图；

[0026] 附图标记说明：

[0027] 1-均值信号发射接收线圈板，2-差值信号发射线圈板，3-差值信号接收线圈板，4-发射驱动板，5-屏蔽板，6-控制检测电路板,7-固定柱,8-编码器；

[0028] 10-第一PCB线圈，11-第二PCB线圈，12-第三PCB线圈，13-第四PCB线圈，14-第五PCB线圈，15-激光灯焊盘，16-第一接口焊盘，17-第二接口焊盘，18-第三接口焊盘，19-第四接口焊盘，20-第五接口焊盘，21-第六接口焊盘，22-第七接口焊盘，23-第八接口焊盘，24-第一排针焊盘，25-第二排针焊盘，26-第一固定孔，27-第二固定孔，28-第三固定孔，29-第四固定孔，30-双排针插头，31-双排针插座，32-编码器焊盘，33-第一槽孔，34-第二槽孔；

具体实施方式

[0029] 本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

[0031] 如图1-9，本发明实施例提供一种基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置，用于钢筋位置、直径、保护层厚度等参数检测，包括：均值信号发射接收线圈板1、差值信号发射线圈板2、差值信号接收线圈板3、发射驱动板4、屏蔽板5、控制检测电路板6、固定柱7以及编码器8；所述基于电磁感应的钢筋混凝土检测装置设置在钢筋检测仪或钢筋扫描仪内部。

[0032] 所述均值信号发射接收线圈板1的2个第三固定孔28与所述差值信号发射线圈板2的2个第四固定孔29保持圆心对齐后使用双面胶进行粘贴，如图2所示，差值信号发射线圈板2位于均值信号发射接收线圈板1的上方，使用螺丝穿过所述均值信号发射接收线圈板1的2个第三固定孔28与所述差值信号发射线圈板2的2个第四固定孔29后同所述固定柱7的下端拧紧连接。

[0033] 在一个示例中，均值信号发射接收线圈板1包括：

[0034] 六组第三PCB线圈12，用于接收均值信号，呈三行两列分布。

[0035] 三组第二PCB线圈11，用于发射小量程均值信号，每组第二PCB线圈11包围同一行的两组第三PCB线圈12。

[0036] 一组第一PCB线圈10，用于发射大量程均值信号，包围三组第二PCB线圈11。

[0037] 一组第一接口焊盘16，用于同发射驱动板4的第四接口焊盘19焊接相连；

[0038] 一组第二接口焊盘17，用于同差值信号接收线圈板3的第六接口焊盘21焊接相连。

[0039] 所述均值信号发射接收线圈板1结构采用10层PCB板的上下结构，所述第一PCB线圈10、第二PCB线圈11设置在第二层至第九层，第三PCB线圈12设置在第一层至第十层，所述第一接口焊盘16和第二接口焊盘17设置在第一层和第十层。

[0040] 在一个示例中，所述差值信号发射线圈板2包括：

[0041] 两组第四PCB线圈13，分别位于线路板的左右两侧，用于发射差值信号。

[0042] 三个激光灯焊盘15。

[0043] 一组第三接口焊盘18，用于同发射驱动板4的第五接口焊盘20焊接相连；

[0044] 所述差值信号发射线圈板2结构采用10层PCB板的上下结构，所述第四PCB线圈13设置在第二层至第九层，所述第三接口焊盘18设置在第一层和第十层。

[0045] 在一个示例中，所述差值信号接收线圈板3包括：

[0046] 三组第五PCB线圈14，用于接收差值信号。

[0047] 一组第六接口焊盘21，用于穿过所述差值信号发射线圈板2的中间三处槽孔后同均值信号发射接收线圈板1的第二接口焊盘17焊接相连。

[0048] 一组第七接口焊盘22，用于同控制检测电路板6的第八接口焊盘23焊接相连。

[0049] 所述差值信号接收线圈板3结构采用10层PCB板的上下结构，所述第五PCB线圈14设置在第一层至第十层，所述第六接口焊盘21和所述第七接口焊盘22设置在第一层和第十层。

[0050] 在一个示例中，所述发射驱动板4的上端设置有第一排针焊盘24，所述双排针插头30焊接在所述第一排针焊盘24上，下端设置有第四接口焊盘19和第五接口焊盘20，所述发射驱动板4以垂直于所述均值信号发射接收线圈板1和所述差值信号发射线圈板2的方向将第四接口焊盘19和第五接口焊盘20分别插入到所述均值信号发射接收线圈板1的第一接口焊盘16和所述差值信号发射线圈板2的第三接口焊盘18所在的槽孔中，并使用焊锡焊接使焊盘连接；所述编码器8焊接在所述发射驱动板4右下角的编码器焊盘32上。

[0051] 在一个示例中，所述屏蔽板5用于屏蔽所述控制检测电路板6产生的电磁干扰，包括：

[0052] 一个第一槽孔33，一组第二槽孔34以及一组第一固定孔26。

[0053] 所述屏蔽板5的第一固定孔26、第二槽孔34分别穿过所述固定柱7的上端和所述差值信号接收线圈板3的第七接口焊盘22。

[0054] 在一个示例中，控制检测电路板6包括：

[0055] 一组第二排针焊盘25，所述双排针插座31焊接在所述第二排针焊盘25上。

[0056] 一组第八接口焊盘23，用于同差值信号接收线圈板3的第七接口焊盘22焊接相连。

[0057] 一组第二固定孔27。

[0058] 所述控制检测电路板6的2个第二固定孔27与所述屏蔽板5的2个第一固定孔26保持圆心对齐并使所述差值信号接收线圈板3的第七接口焊盘22穿过所述控制检测电路板6的第八接口焊盘23所在的槽孔后使用双面胶进行粘贴，将所述控制检测电路板6的第八接口焊盘23同所述差值信号接收线圈板3的第七接口焊盘22焊接相连，如图1所示，所述双排针插头30插入所述双排针插座31中；

[0059] 在一个示例中，所述固定柱7能够实现结构连接，使得所有电路板以及屏蔽板5能够非常牢固地固定在一起，提高了装置结构的稳定；

[0060] 检测装置采用上下拼接结构，所述均值信号发射接收线圈板1位于最下方，使用双面胶将所述差值信号发射线圈板2粘贴在所述均值信号发射接收线圈板1上方，然后将所述均值信号发射接收线圈板1和所述差值信号发射线圈板2与所述发射驱动板4以接口焊盘的形式焊接在一起，再将所述差值信号接收线圈板3与均值信号发射接收线圈板1、以接口焊盘的形式焊接在一起，确保所述差值信号接收线圈板3与所述差值信号发射线圈板2呈90度垂直，然后使用双面胶粘贴屏蔽板5和控制检测电路板6，使屏蔽板5在下而控制检测电路板6在上后再以接口焊盘的形式与差值信号接收线圈板3焊接在一起，同时使双排针插头30插入到双排针插座31中。

[0061] 在一个示例中，编码器8焊接在发射驱动板4的编码器焊盘32上。

[0062] 以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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