技术领域
[0001] 本实用新型涉及钢筋检测领域，尤其涉及一种钢筋检测装置。
相关背景技术
[0002] 在建筑的施工验收阶段，需要对钢筋混凝土的钢筋直径、保护层厚度等关键参数进行测量评估。现在广泛采用的无损检测法包括涡流检测法、红外线法、电磁感应法、探底雷达法等，可以避免传统的有损检测法只能检测几个特定区域、容易忽略隐患部位、以及对建筑整体性造成破坏等缺点。但是现有的无损检测技术具有以下缺点：
[0003] (1)数据采集完毕后，操作人员无法在检测现场实时看到检测结果，需要依靠计算机对采集得到的数据进行处理和分析。对出现问题的检测区域进行二次返场验证时，会存在定位误差问题。
[0004] (2)普通的计算机体积大又难以携带，在检测现场与无损检测仪器配合使用会给操作人员带来负担，同时也会限制仪器的适用范围。
[0005] (3)在对所采集的数据进行处理和分析时，即使依靠计算机能够较快得到结果，但其最终结果的检测精度上严重依赖现场操作人员的测量经验。
[0006] 因此需要一种更加智能化、便携的钢筋检测装置，以期能够实现检测现场的实时结果评估，同时降低操作人员对检测结果的影响。实用新型内容
[0007] 为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提出一种钢筋检测装置，包括：
[0008] 步进频率探地雷达模块、电磁感应模块、主控模块、测距轮、移动电源和显示屏幕；
[0009] 所述步进频率探地雷达模块、电磁感应模块、测距轮和显示屏幕均与主控模块电性连接；
[0010] 所述移动电源与步进频率探地雷达模块、电磁感应模块、主控模块、测距轮和显示屏幕电性连接。
[0011] 进一步地，所述步进频率探地雷达模块包括：一体化天线、巴伦、矢量网络分析仪和计算机板卡；所述一体化天线与所述巴伦电性连接；所述巴伦与所述矢量网络分析仪电性连接；所述矢量网络分析仪与所述计算机板卡电性连接；所述计算机板卡与所述主控模块电性连接。
[0012] 进一步地，所述电磁感应模块包括：感应线圈、信号发生电路、信号采集电路和嵌入式芯片；所述感应线圈与所述信号采集电路电性连接；所述信号采集电路与所述嵌入式芯片电性连接；所述嵌入式芯片与所述主控模块、所述信号发生电路电性连接；所述信号发生电路与所述感应线圈电性连接。
[0013] 进一步地，所述一体化天线与所述感应线圈平行放置，且一体化天线和感应线圈的中心点处于同一条直线。
[0014] 进一步地，所述一体化天线与所述感应线圈之间预设有电磁吸波材料。
[0015] 本实用新型提供的有益效果是：便携、智能，能够在现场实时看到检测结果，降低操作人员对检测结果的影响。
具体实施方式
[0020] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
[0021] 请参考图1，图1是本实用新型整体结构示意图。
[0022] 本实用新型提供了一种钢筋检测装置，包括：
[0023] 步进频率探地雷达模块110、电磁感应模块210、主控模块510、测距轮310、移动电源410和显示屏幕610；
[0024] 所述步进频率探地雷达模块110、电磁感应模块210、测距轮310和显示屏幕610均与主控模块510电性连接；
[0025] 所述移动电源410与步进频率探地雷达模块110、电磁感应模块210、主控模块510、测距轮310和显示屏幕610电性连接；
[0026] 需要说明的是，所述步进频率探地雷达模块110包括：一体化天线102、巴伦104、矢量网络分析仪106和计算机板卡；所述一体化天线102与所述巴伦104电性连接；所述巴伦104与所述矢量网络分析仪106电性连接；所述矢量网络分析仪106与所述计算机板卡电性连接；所述计算机板卡与所述主控模块510电性连接。
[0027] 需要说明的是，所述电磁感应模块210包括：感应线圈202、信号发生电路204、信号采集电路206和嵌入式芯片；所述感应线圈202与所述信号采集电路206电性连接；所述信号采集电路206与所述嵌入式芯片电性连接；所述嵌入式芯片与所述主控模块510、所述信号发生电路204电性连接；所述信号发生电路2044与所述感应线圈202电性连接。
[0028] 需要说明的是，所述一体化天线102与所述感应线圈202平行放置，且一体化天线102和感应线圈202的中心点处于同一条直线。
[0029] 需要说明的是，所述一体化天线102与所述感应线圈202之间预设有电磁吸波材料。
[0030] 本实用新型中，各结构部件原理及用途说明如下：
[0031] 本实用新型中步进频率探地雷达模块110用于定向产生高频电磁波，接收反射回来的回波雷达数据，并且对雷达数据进行一定预处理，包括但不限于滤波，增益。
[0032] 电磁感应模块210用于产生时变电磁场，接收由钢筋产生的二次电磁场的电磁感应数据，并且对电磁感应数据进行滤波处理。
[0033] 测距轮310用于将测量钢筋检测装置的移动距离，并将移动距离编码为数字信号，以供主控模块510实现对步进频率探地雷达模块和电磁感应模块的控制。
[0034] 移动电源410用于为步进频率探地雷达模块110、电磁感应模块210、测距轮310、主控模块510和显示模块610提供电力供应。移动电源410可以采用内置锂电池进行供电，且可以重复充电，以实现钢筋检测装置的便携性。
[0035] 主控模块510用于发送基本控制指令控制其他模块，并与其他模块返回的信号进行数据交互。
[0036] 显示模块610用于显示步进频率探地雷达模块110得到的雷达数据以及电磁感应模块210得到的电磁感应数据。
[0037] 作为一种实施例而言，所述一体化天线102用于定向发射高频电磁波，接收反射回来的回波雷达数据。天线可以采用成品模块或组件；比如在本实施例中，一体化天线102可以是平面蝶形偶极子天线，发射天线与接收天线的频率为1.6GHz。
[0038] 作为一种实施例而言，巴伦用于将一体化天线接收的回波雷达数据转换为非平衡信号。
[0039] 需要说明的是，巴伦是变压器(Transformer)的一种，是可以将差分信号转换为单端信号或将单端信号转换为差分信号的三端口器件。因此，与输出端口之间无相位差的功分器不同，巴伦的平衡端信号之间具有180°的相位差。该功能使得巴伦可接收传输线的输入或输出，并将其转化为以地面而非传输线内的反向电流为参考的单端信号。巴伦具有如下三项基本功能：将电流或电压从不平衡转换至平衡；通过某些构造进行共模电流抑制；通过某些构造进行阻抗转换(阻抗比不等于1:1)。
[0040] 作为一种实施例而言，矢量网络分析仪用于向一体化天线发送步进频率信号，并测量反射回波雷达数据的各种参数，比如赋值、相位等信息。在本实施例中，矢量网络分析仪106可以是商用矢量网络分析仪R60，选取扫频范围为900MHz到3GHz，进行线性扫频。信号触发方式采用内部触发方式，采样点256个。矢量网络分析仪106自带的校准件可以消除其本身及传输线的损耗和时延，使测量结果更加精确。
[0041] 作为一种实施例而言，本实用新型中计算机板卡采用微型计算板卡108，其主要作用是为矢量网络分析仪104和主控模块510提供桥接作用。
[0042] 具体的，微型计算板卡108通过USB转接SMA接口和矢量网络分析仪104进行连接。微型计算板卡108通过网线接口和主控模块连接，并通过TCP协议传输矢量网络分析104仪接收到的反射回波雷达数据。
[0043] 感应线圈202用于定向发射低频时变电磁场信号，并且接收二次场信号。
[0044] 信号发生电路204用于向感应线圈发送低频时变电磁场信号。
[0045] 信号采集电路206用于对感应线圈接收的二次场信号进行处理。
[0046] 需要说明的是，信号发生电路204和信号采集电路206可以采用嵌入式芯片在本实用新型中采用STM32单片机208，用于控制信号发生电路和信号采集电路，并与主控模块510进行连接。当然，在一些其它实施例中，也可采用其它嵌入式芯片。
[0047] STM32单片机208接收信号采集电路处理后的二次场信号，并通过TTL转USB接口和主控模块510进行连接，实时将数据传输到主控模块510进行处理。STM32单片机208可以被替换成其他微型控制器。本实施例中仅以STM32单片机208为例，并不对能够实现同样功能的微型控制器进行限制。
[0048] 请参考图2，图2是一体化天线102和电磁线圈202的布置方式。
[0049] 一体化天线102和感应线圈202平行放置，且所述天线和线圈的中心点在同一直线上。
[0050] 一体化天线102和感应线圈202之间设置有预设的电磁吸波材料，用于降低一体化天线102和感应线圈202的相互干扰。
[0051] 最后，控制步进频率探地雷达模块和电磁感应模块对钢筋信号进行采集；
[0052] 采用目标识别算法识别步进频率探地雷达模块采集的回波雷达数据中的钢筋，提取钢筋有用信号；
[0053] 采用人工神经网络算法，对钢筋有用信号和电磁感应模块采集的电磁感应数据进行解译，得到准确的钢筋直径和保护层厚度。所述目标识别算法、人工神经网络算法，均采用现有方法进行，其中主控模块510采用商业嵌入式GPU开发套件JetsonNano，其内嵌目标识别算法和人工神经网络算法，因此该部分非本申请重点内容。
[0054] 本实用新型的有益效果是：便携、智能，能够在现场实时看到检测结果，降低操作人员对检测结果的影响。
[0055] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
