Способ обнаружения пустот в строительных объектах

 

Изобретение относится к микроволновой дефектоскопии. Технический результат заключается в повышении точности при обнаружении пустот в железобетонных объектах, расположенных в труднодоступных местах. Сущность изобретения состоит в том, что облучение электромагнитным излучением осуществляют с частотой, определяемой из условия резонанса на низшей моде колебаний объема, ограниченного стенками соседних пустот и границами раздела бетон-воздух, и определяют наличия пустот по величине и направлению отраженного сигнала. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области микроволновой дефектоскопии и предназначено для обнаружения пустот и определения их местоположения в железобетонных строительных объектах за слоем паркета, линолиума, пластика и других декоративных покрытий, используемых в промышленном и жилищном строительстве.

Известны способы обнаружения локальных объектов, использующие многочисленные микроволновые устройства с внесением контролируемого объекта внутрь волновода или резонатора, с использованием контролируемого объекта в качестве нагрузки измерительной линии. Эти способы не пригодны для обнаружения пустот в железобетонных строительных объектах хотя бы потому, что не существует в природе таких волноводов и резонаторов, в которые можно было бы поместить железобетонные строительные объекты (авт. св. №324547, кл. G 01 N 3/38, авт. св. №247513, кл. G 01 B, авт. св. №398896, G 01 2 27/26).

Известен способ обнаружения различных объектов, применяемый в радиолокации на земле, на море, в воздухе (М.Скольник. "Введение в технику радиолокационных систем"). Этот способ заключается в облучении объекта обнаружения электромагнитным излучением с частотой, обеспечивающей максимум отраженного сигнала от объекта обнаружения, и определении параметров сигнала, отраженного от объекта обнаружения, т.е. энергия, излучаемая переедающей антенной, достигает отражающего объекта (цель) и переизлучается в обратном направлении. Приемная антенна улавливает отраженную энергию. Направление цели устанавливается по направлению прихода отраженного сигнала.

Все известные дефектоскопы и радиоинтроскопы в той или иной мере реализуют известный способ обнаружения, используемый в радиолокации (авт. свидетельства: №179977 G 01 N 23/24, №176449 G 01 N 23/24, №182389 G 01 N 23/24, №3482160 G 01 R, №253188 G 01 R 27/26, G 01 N 23/24 и многие др.

Известный способ не позволяет обнаружить пустоты в железобетонных объектах, так как в поверхностном слое железобетонных объектов находится металлическая сетка, а на уровне пустот - арматура, и поэтому в приемную антенну поступит сигнал от металлической сетки, расположенной ближе к приемнику и имеющей коэффициент отражения, равный единице, и от металлической арматуры, и на фоне этих сигналов пустоты не обнаруживаются.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности обнаружения пустот в железобетонных объектах на фоне металлической сетки и арматуры за слоем диэлектрического покрытия (пластик, паркет, линолеум).

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, в котором объект облучается электромагнитным излучением, и факт наличия и направление объекта обнаружения устанавливается по величине и направлению отраженного от объекта сигнала, заведомо выбирают такую частоту электромагнитного излучения, при которой отраженные сигналы от фона: металлической сетки и арматуры будут ниже предела чувствительности приемка. При этом, в отличие от известного способа, допускается, что и сигнал, отраженный от искомого объекта - пустоты, может оказаться ниже предела чувствительности приемника. Действительно, такое положение возможно в релеевской области рассеяния, которая характеризуется тем, что в ней отраженная от объектов мощность обратно пропорциональна четвертой степени длины волны, т.е. исчезающе мала.

Для получения информации об объекте обнаружения накладываем другое условия на выбор частоты электромагнитного излучения - она должна быть резонансной для объема, образованного стенками двух соседних пустот и границами раздела воздух-бетон. Тогда резонатор, образованный стенками двух соседних пустот и границами раздела воздух-бетон, возбуждается на резонансной частоте и за счет резонансных свойств усиливает сигнал до уровня чувствительности приемника. Эти сигналы фиксируются. Максимум сигнала соответствует центру промежутка между пустотами. На чертеже представлен график интенсивности сигнала, отраженного от поверхности железобетонного образца.

Таким образом, предлагаемый способ заключается в том, что объект исследования облучают электромагнитным излучением с частотой, выбранной указанным выше образом, и фиксируют приемной антенной максимумы сигналов, они соответствуют центру промежутков между пустотами. Центр между двумя максимумами соответствует центру искомой пустоты.

Экспериментальная проверка предложенного способа обнаружения пустот проводилась на образце железобетона с пустотами ⊘ 150 мм под слоем металлической сетки из стальной проволоки диаметром 4 мм и размером ячейки 100 мм. Глубина залегания пустот 50 мм.

На частоте, выбранной из условия резонанса для промежутка между пустотами экспериментального образца, сканируем поверхность этого образца приемно-передающими антеннами.

На чертеже представлен график интенсивности сигнала, отраженного от поверхности железобетонного образца.

Промежуткам между пустотами соответствуют четкие сигналы, по которым и определяются пустоты.

Формула изобретения

Способ обнаружения пустот в строительных объектах путем облучения строительного объекта электромагнитным излучением и определения наличия пустоты по величине и направлению отраженного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при обнаружении пустот в железобетонных объектах, расположенных в труднодоступных местах, облучение электромагнитным излучением осуществляют с частотой, определяемой из условия резонанса на низшей моде колебания объема, ограниченного стенками соседних пустот и границами раздела бетон-воздух.

РИСУНКИ