近年來,隨著我國建筑工程行業(yè)的迅速發(fā)展,樓房橋梁等建筑物的坍塌事故也頻繁發(fā)生,這些事故多數(shù)是由鋼筋混凝土中鋼筋位置及保護(hù)層厚度發(fā)生變化造成的,因此對(duì)鋼筋位置及保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測,確保建筑物能夠安全使用,極其重要.傳統(tǒng)的檢測方法是對(duì)混凝土鉆孔打洞,即破壞性檢測,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,本文選擇使用脈沖渦流這種新興的無損檢測技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測.因它的激勵(lì)信號(hào)是一種占空比和頻率均可調(diào)的脈沖方波信號(hào),含有豐富的頻譜信息,因此具有很大優(yōu)勢.本文設(shè)計(jì)的脈沖渦流無損檢測系統(tǒng)能夠廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土,墻體內(nèi)電纜,水暖管道等無損檢測領(lǐng)域.本文的主要工作如下:

(1)深入學(xué)習(xí)研究了脈沖渦流無損檢測的基本原理,并將這種技術(shù)運(yùn)用于對(duì)鋼筋混凝土的檢測中.運(yùn)用COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件,仿真分析了提離距離對(duì)被測物體表面的渦流大小,分布與磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響,以及激勵(lì)信號(hào)的頻率對(duì)渦流分布與滲透深度的影響.該仿真驗(yàn)證了利用脈沖渦流的提離效應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度檢測的有效性.

(2)針對(duì)提離距離與傳感器線圈阻抗的關(guān)系,構(gòu)建了一種新的算法,該算法是以電磁感應(yīng)的磁路磁阻知識(shí)為基礎(chǔ)的.這種算法能夠更直觀的表示兩者之間的關(guān)系.

(3)使用具有ARM Cortex-M4內(nèi)核的STM32F407為主控芯片,并對(duì)用于鋼筋混凝土的脈沖渦流檢測系統(tǒng)的硬件和軟件做了詳細(xì)的分析