建筑材料磁性检测分析设备及方法

文档序号:6203798阅读:318来源:国知局
专利名称:建筑材料磁性检测分析设备及方法
技术领域
本发明涉及消磁技术领域,具体地指一种建筑材料磁性检测分析设备及方法。
背景技术
对于消磁站、磁场观测室等低磁建筑物,需要采用低磁性的建筑材料。过去通常对不同厂家、不同地点的建筑材料进行磁场强度检测和比较,选取磁性最低的一种,对建筑材料进行严格的低磁性控制,并且要对其进行经常抽测,以确保满足总体磁性要求。显然,这样做主要存在如下两个问题:第一,无限度地对建筑材料磁性指标进行限制,会造成建筑材料选择的困难和工程建造成本的大幅度增加。第二,在施工之前无法知道建筑物的空间磁场是否满足工程要求,以前为了检验用低磁性建筑材料建造的非磁性建筑物空间磁场分布是否满足工程要求,在施工过程中,必须定期将施工区的铁质施工器械和设备移出施工区进行磁场检测,进而修改低磁性控制的技术指标和工艺。这不仅使得低磁区空间磁场的检测十分困难,而且影响了工程施工进度。特别是在施工工期十分紧张的情况下,要想经常性地移出铁质施工设备进行磁性检测更是困难。因此,这种传统的做法是难于实施的,在低磁区的施工过程中,目前还难以定量检测分析建筑材料的磁性。另外,按照现有方法对建筑材料的磁性进行检测,需要测量建筑材料周围一定距离处的磁场畸变,然后根据磁场畸变值判断建筑材料的磁性是否符合要求。这种检测过程,容易受到环境磁场变化的影响(例如,地磁场波动),容易导致检测结果失真。参考文献1:三维地质体磁场梯度计算理论与方法,姚长利,管志宁,中国科学(D集),第27卷第2期,1997年04月(页码:103 108)。该文献中详细记载了用磁场梯度数据反推求出建筑材料样品的磁化强度的方法。参考文献2:地球物理学中的电磁场正演与反演,汤井田,任政勇,化希瑞,地球物理学进展,第22卷,第4期,2007年8月(页码:I I 8 I I I 9 4 )。该文献中详细记载了根据建筑材料样品磁化强度的反推值,依据积分方程法或有限元法等数值分析方法计算出采用该建筑材料建成建筑物的磁场特征的方法。

发明内容
本发明的目的就是要提供一种方便快捷,检测精度高的建筑材料磁性检测分析设备及方法。为实现此目的,本发明所设计的建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:它包括磁场梯度计、数据记录仪、无磁桌、设置在无磁桌上的磁化线圈、与磁化线圈连接的磁化电源、设置在无磁桌上的无磁垫板,其中,所述无磁桌的桌底设置磁场梯度计,所述磁场梯度计位于无磁垫板的正下方,所述磁场梯度计的信号输出端与数据记录仪的信号输入端连接,它还包括能分别设置在磁化线圈内圈和无磁垫板上表面的建筑材料取样盒。
上述技术方案中,它还包括支架,所述磁场梯度计通过支架连接地面。
所述磁场梯度计的顶端距离无磁垫板的距离范围为0.1nT0.3m。
所述建筑材料取样盒为正方体取样盒,所述正方体取样盒的边长范围为0.1 L 5m。
所述磁化线圈内部产生的磁化磁场范围为1000(T50000A/m。
所述磁场梯度计的灵敏度高于InT/m。
一种利用上述建筑材料磁性检测分析设备的建筑材料磁性检测分析方法,其特征 在于,它包括如下步骤:
步骤1:将建筑材料样品置于建筑材料取样盒内,然后将建筑材料取样盒置于磁 化线圈内圈;
步骤2:操作磁化电源给磁化线圈通入电流脉冲对建筑材料样品进行磁化;
步骤3:将被磁化后的装有建筑材料样品的建筑材料取样盒置于无磁垫板上,用 无磁垫板下方的磁场梯度计测量建筑材料取样盒内建筑材料样品的磁场梯度;
步骤4:根据磁场梯度计检测的建筑材料样品周围的磁场梯度,并将磁场梯度数 据发送给数据记录仪,读取数据记录仪中的磁场梯度数据后采用反推求出建筑材料样品的 磁化强度;
步骤5:根据建筑材料样品磁化强度的反推值,依据积分方程法或有限元法计算 出采用该建筑材料建成的建筑物的磁场特征,即完成了建筑材料磁性检测分析。
步骤2中所述建筑材料样品进行磁化时,磁化线圈的通电时间范围为2飞Os。
步骤3中在使用磁场梯度计测量建筑材料取样盒内建筑材料样品的磁场梯度时, 检测人员离磁场梯度计的距离至少3m。
本发明通过检测建筑材料样品一定距离处的磁场梯度,可以避免环境磁场变化的 影响,并且采用反推法可以得到建筑材料样品的磁化强度,然后利用这个磁化强度反推值, 可以建立该建筑材料建成的建筑物的磁性,预测其磁场特征分布,特别适合于低磁建筑物 的施工建设。实现了在低磁区的施工过程中,能对建筑材料的磁性进行定量的检测分析。本 发明具备方便快捷,检测精度高的优点。


图1为本发明结构部分的结构示意图中,I一无磁桌、2—建筑材料取样盒、3—磁化线圈、4一磁化电源、5—磁场梯度 计、6一数据记录仪、7一无磁垫板、8一支架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
如图1所述的建筑材料磁性检测分析设备,它包括磁场梯度计5、数据记录仪6、无 磁桌1、设置在无磁桌I上的磁化线圈3、与磁化线圈3连接的磁化电源4、设置在无磁桌I 上的无磁垫板7,其中,无磁桌I的桌底设置磁场梯度计5,磁场梯度计5位于无磁垫板7的 正下方,磁场梯度计5的信号输出端与数据记录仪6的信号输入端连接,它还包括能分别设 置在磁化线圈3内圈和无磁垫板7上表面的建筑材料取样盒2。在对建筑材料样品进行磁化时,建筑材料取样盒2位于磁化线圈3内圈;在测量建筑材料样品的磁场梯度时,建筑材料取样盒2位于无磁垫板7上表面。
上述技术方案中,它还包括支架8,所述磁场梯度计5通过支架8连接地面。
上述技术方案中,磁场梯度计5的顶端距离无磁垫板7的距离范围为0.1nT0.3m。
上述技术方案中,建筑材料取样盒2为正方体取样盒,正方体取样盒的边长范围为0.1"!.5mο对于少量建筑材料样品正方体取样盒的边长选择为0.1m,对于大宗建筑材料样品正方体取样盒的边长选择为1.5m。
上述技术方案中,磁化线圈3内部产生的磁化磁场范围为1000(T50000A/m。该磁化磁场范围可涵盖磁化所有的建筑材料。
上述技术方案中,磁场梯度计5的灵敏度应该高于InT/m。
一种利用上述建筑材料磁性检测分析设备的建筑材料磁性检测分析方法,它包括如下步骤:
步骤1:将建筑材料样品置于建筑材料取样盒2内,然后将建筑材料取样盒2置于磁化线圈3内圈;
步骤2:操作磁化电源4给磁化线圈3通入电流脉冲对建筑材料样品进行磁化;
步骤3:将被磁化后的装有建筑材料样品的建筑材料取样盒2置于无磁垫板7上, 用无磁垫板7下方的磁场梯度计5测量建筑材料取样盒2内建筑材料样品的磁场梯度;
步骤4:根据磁场梯度计5检测的建筑材料样品周围的磁场梯度,并将磁场梯度数据发送给数据记录仪6,读取数据记录仪6中的磁场梯度数据后采用反推求出建筑材料样品的磁化强度;见三维地质体磁场梯度计算理论与方法,姚长利,管志宁,中国科学(D 集),第27卷第2期,1997年04月(页码:103 108)。
步骤5:根据建筑材料样品磁化强度的反推值,依据现有的积分方程法或有限元法计算出采用该建筑材料建成的建筑物的磁场特征,即完成了建筑材料磁性检测分析。见地球物理学中的电磁场正演与反演,汤井田,任政勇,化希瑞,地球物理学进展,第22卷,第 4 期,2007 年 8 月(页码:I I 8 I I I 9 4)。
上述技术方案的步骤2中建筑材料样品进行磁化时,磁化线圈3的通电时间范围为2飞Os。保证建筑材料样品被充分磁化。
上述技术方案的步骤3中在使用磁场梯度计5测量建筑材料取样盒2内建筑材料样品的磁场梯度时,检测人员离磁场梯度计5的距离至少3m。防止检测人员自身所携带铁磁物体产生的磁场干扰。
本说明书未作详细描述的`内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:它包括磁场梯度计(5)、数据记录仪 (6)、无磁桌(I)、设置在无磁桌(I)上的磁化线圈(3)、与磁化线圈(3)连接的磁化电源(4)、 设置在无磁桌(I)上的无磁垫板(7),其中,所述无磁桌(I)的桌底设置磁场梯度计(5),所述磁场梯度计(5)位于无磁垫板(7)的正下方,所述磁场梯度计(5)的信号输出端与数据记录仪(6 )的信号输入端连接,它还包括能分别设置在磁化线圈(3 )内圈和无磁垫板(7 )上表面的建筑材料取样盒(2)。
2.根据权利要求1所述的建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:它还包括支架(8),所述磁场梯度计(5)通过支架(8)连接地面。
3.根据权利要求2所述的建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:所述磁场梯度计(5)的顶端距离无磁垫板(7)的距离范围为0.1nT0.3m。
4.根据权利要求1所述的建筑材 料磁性检测分析设备,其特征在于:所述建筑材料取样盒(2)为正方体取样盒,所述正方体取样盒的边长范围为0.Γ1.5m。
5.根据权利要求1所述的建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:所述磁化线圈(3) 内部产生的磁化磁场范围为1000(T50000A/m。
6.根据权利要求1所述的建筑材料磁性检测分析设备,其特征在于:所述磁场梯度计(5)的灵敏度高于InT/m。
7.一种利用权利要求1所述建筑材料磁性检测分析设备的建筑材料磁性检测分析方法,其特征在于,它包括如下步骤:步骤1:将建筑材料样品置于建筑材料取样盒(2)内,然后将建筑材料取样盒(2)置于磁化线圈(3 )内圈;步骤2:操作磁化电源(4)给磁化线圈(3)通入电流脉冲对建筑材料样品进行磁化;步骤3:将被磁化后的装有建筑材料样品的建筑材料取样盒(2)置于无磁垫板(7)上, 用无磁垫板(7)下方的磁场梯度计(5)测量建筑材料取样盒(2)内建筑材料样品的磁场梯度;步骤4:根据磁场梯度计(5)检测的建筑材料样品周围的磁场梯度,并将磁场梯度数据发送给数据记录仪(6),读取数据记录仪(6)中的磁场梯度数据后采用反推求出建筑材料样品的磁化强度;步骤5:根据建筑材料样品磁化强度的反推值,依据积分方程法或有限元法计算出采用该建筑材料建成的建筑物的磁场特征,即完成了建筑材料磁性检测分析。
8.根据权利要求7所述的建筑材料磁性检测分析方法,其特征在于:步骤2中所述建筑材料样品进行磁化时,磁化线圈(3)的通电时间范围为2飞Os。
9.根据权利要求7所述的建筑材料磁性检测分析方法,其特征在于:步骤3中在使用磁场梯度计(5)测量建筑材料取样盒(2)内建筑材料样品的磁场梯度时,检测人员离磁场梯度计(5)的距离至少3m。
全文摘要
本发明所设计的一种建筑材料磁性检测分析设备,它包括磁场梯度计、数据记录仪、无磁桌、设置在无磁桌上的磁化线圈、与磁化线圈连接的磁化电源、设置在无磁桌上的无磁垫板,其中,所述无磁桌的桌底设置磁场梯度计,所述磁场梯度计位于无磁垫板的正下方,所述磁场梯度计的信号输出端与数据记录仪的信号输入端连接,它还包括能分别设置在磁化线圈内圈和无磁垫板上表面的建筑材料取样盒。本发明具备方便快捷,检测精度高的优点。
文档编号G01R33/12GK103207374SQ201310071110
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者刘大明, 郭成豹, 王军民, 肖昌汉, 刘宏, 赵文春, 刘胜道, 李志新, 周国华, 高俊吉 申请人:中国人民解放军海军工程大学
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