专利名称：探测建筑构件中可磁化材料的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的探测建筑构件中可磁化材料的装置，它具有一个探测头，其具有一个用来将磁场导入到建筑构件中的磁铁，及至少两个在磁铁极区域中固定在该磁铁上的磁场传感器，用来测量被可磁化材料干扰后的磁场;及一个计值显示单元，它借助于由磁场传感器提供的测量信号确定可磁化材料的位置。
这样的一种装置已在《混凝土及钢筋混凝土建筑》杂志第84卷(1989)第11期第275至279页及第324至327页由安德利亚斯·夏勃(Andreas Schaab)等人撰写的“钢筋混凝土覆盖板的无损伤检验”一文公开了。该公知的装置包括一个探测头，它具有一个将磁场引入到建筑构件中的永久磁铁及两个在极区中固定在永久磁铁上用来检测被可磁化材料干涉了的磁场的磁场传感器。该永久磁铁作成杆状磁铁并且在其两个对立的极区上各装有一个磁场传感器。一个计值显示单元借助于由磁场传感器提供的测量信号用来对可磁化材料确定位置。
该永久磁铁用其一个正面放置在建筑构件上，例如一个混凝土件上，在其接近该混凝土件中的一根钢筋时它的磁通发生改变。确切地说，在探测头接近在混凝土表面下放置的钢筋时，处于杆状磁铁及建筑件之间的磁场传感器上的磁通增大。借助于一放大器将这种磁通的变化计值并作为混凝土层显示出来。
本发明的任务在于将开始所述类型的装置进一步改进，使其能在建筑构件中精确地确定可磁化材料的位置。
所提出任务的解决方案给出在权利要求1的特征部分中，而本发明的有利改型要由从属权利要求中得知。
根据本发明的用来探测建筑构件中可磁化材料的装置，其特征在于磁场传感器为磁场板，它们与差分电路互相连接，并且这些磁场板还并行地仅设置在磁铁的一个极面上。
该磁铁例如可以是一个永久磁铁或一个电磁铁，后者可由交流电或交变的电流脉冲励磁。在永久磁铁的情况下可以实现较高的能量密度，以致于也可获得较强的测量信号。也不需要产生磁场的能量，这点在电池式仪表方面尤其能体现其优越性。然而在建筑构件中的可磁化材料不得不遭到轻度的磁化。尤其是经过重复的测量才能消除此种影响。在电磁铁的情况下可磁化材料的预磁化在每次测量时又被消磁。但是，在还可接受的电流损耗的情况下，仅能实现一个相当弱的原始磁场，以致于测量磁场相当的小。测量信号因此必须被补偿地传送，由此而需要较大的电路技术成本。
磁场板已是一般公知的，它涉及可受磁场控制的诸如Insb/Nisb材料作的电阻，它们的变化性能基于高斯效应。穿过半导体的电荷载体经过磁场的作用由于洛伦兹力将向一边偏转，并且视磁场的大小产生不同程度的偏转，这就形成了与磁场有关的电阻变化。
为了利用本发明的装置探测在一个建筑构件中的可磁化材料，例如在一个混凝土构件中的一个钢筋结构，将探测头这样地放置在建筑构件上，即例如使两个磁场板放到永久磁铁的正面及建筑构件之间，然后在建筑构件表面上的多个位置处测量与建筑构件表面垂直的磁场分量，该磁场分量在下文中被称为垂直磁场分量。因为两个磁场板与差分电路彼此相连接，因而只得到单个的测量值，它相当于两个磁场板的相对电阻变化或由两个磁场板测到的垂直磁场分量的差值。该测量值在下文中将称为测量差值。例如它可以借助于一个差分放大器得到。对于在其上进行测量的建筑构件上探测头的每个位置要予以记录，以实现测量差值与测量位置之间的对应。另外两个磁场板所在每个直线的方向也要测量，以便与方向有关地确定由测量差值求出的磁场梯度(垂直磁场分量的变化)。通过沿设定轨道多个测量差值的汇集及考虑到所述方向、即总是沿轨道的方向，可以产生出与地点有关的差值测量信号，该信号接着被微分。差值测量信号的零点位置或微分后的差值测量信号的最大值即表达了建筑构件中可磁化材料的精确位置。
也可以在一条直线上设置多于两个的磁场板，它们彼此地串联并且与中间抽头连接。垂直磁场分量的相应差值测量值则由每两个相邻的磁场板构成。对此磁场板串联电路终端点与中间抽头点上的信号总是输入到相关的差分放大器上。
根据本发明的一个有利的构型，在朝向建筑构件的磁铁极面上设置了多对磁场板，其中每对是以差分电路形式互相连接的。利用此方式，单个测量差值的检测时间及产生差值测量信号的时间被大大地缩短。
根据本发明另一有利构型，磁场板对沿着一根直线布置。由此一个磁场板对的每两个磁场板之间的连线便于与所述直线形成垂直。如果处在该直线的磁场板对共同地并垂直于该直线地移动的话，则对于每个该直线的移动位置，处在该直线上的各个磁场板对的测量差值能在短时间内依次地或同时地被测出。对于该直线各个不同的移动位置，每个磁场板对的测量差值然后汇集成一个差值测量信号，以便以后经过该相应差值测量信号的微分，实现对建筑构件中可磁化材料的精确位置确定。该直线移动的方向即为刚才以上所述的轨道方向。
本发明的又一有利构型是这样实现的磁场板对沿着平行的直线形成一种二维的规则图案形式布置。仅仅在具有足够多的磁场板对时，在这种情况下磁场板对基本上不需要进行一次挪位。所有的磁场板对的每两个磁场板的连线可以平行布置，但它们也可以具有不同方向的连线。例如可以有两组磁场板对，它们具有的磁场板对相应磁场板之间的连线的方向相互交错90°。通过这些以不同方向定向的磁场板对可使建筑构件在相应较多的方向上被探测，以致于能够精确地求得建筑构件内可磁化材料的分布。
其连接线位于同一直线上的那些磁场板对也可以由在电路上串联的磁场板形成的相应磁场板行构成。在这一行上的磁场板数目因而也可以是偶数或是奇数值。通过将沿磁场板行每个相邻的磁场板逐对地相互连接则也可得到所需的测量差值。
根据本发明又一有利构型，在每个磁场板的下面设置了一个极靴，由此可使待测量的磁场集中于磁场板的区域上，这样就提高了探测装置的灵敏度。
根据本发明，一个磁场板对的极靴可以相互分开也可连在一起。对于相应磁场板单个极靴的精确定位是有困难的，因为磁场板和极靴是相当小的。因而一个磁场板对的两个极靴被作成一体，其中各极靴之间的连接通过一个设在磁铁上的薄片实现。通过该薄片仅使磁铁稍许加长了些，这点并无妨碍。
根据本发明的另一特别有利的构型，将磁铁沿着在磁场板对的两个磁场板中间延伸的直线划分开来，其中一个公共的磁场板基片放置在该磁场板对所属的极靴上。该磁铁在磁场板对的两个磁场板之间的区域上具有一个气隙。由此可以提高两个磁场板之间的磁通差值，这点将使该装置的灵敏度更加提高。
根据本发明的又一特别有利构型在于一个磁场板对的相应每个磁场板用正面与由高磁导材料作的搭片相连接，它们彼此互相离开并且沿在两个磁场板连接线上延伸的直线上伸展。
利用这些搭片一方面可以继续提高该装置的灵敏度，因为该搭片也可以用作为磁场集聚器。另一方面利用搭片可以达到更好的位置分辨率，因为由于这些搭片可以使每个磁场板对的磁场板所测得的垂直磁场分量的最大值之间的位置拉远。这样在可磁化材料区域中的差值测量信号具有更陡的曲线，以致于在将差值测量信号微分后所得到的微分信号变窄及变高。由此可使可磁化材料的位置被更方便及更精确地求出。
为了测量磁场板对的位置，探测头可与一行程检测器相连接，以使得探测头的位置，并由此使磁场板对的位置能相对一参照位置被精确地确定。当探测头譬如放置在建筑构件上时，可借助一适当的电路将一个位置值(参照位置)调整到零。在移动探测头时行程检测器则给出相应的位置信号，以使在检测测量差测时能对于这些测量差值编排相对于参照位置的确定位置。当然对这个参照位置应在建筑构件上作上标志，例如在其上打上一个相应的记号。
最好磁场板对设置在一个利用轮子行走的车上，其中轮轴与所述直线平行。利用这种结构，可以对建筑构件以特别简单的方式探测可磁化材料，因为该车仅需要在建筑构件的表面上滚动。探测方向由车的行走方向给出。该车也可以在一个建筑构件的探测表面上的不同方向上作多次地运动，以使得到更精确的建筑构件中的可磁化材料的图象。可磁化材料的结构例如可以在一个监视器上可视地显示出来。
为了能使车沿建筑构件上确定的路径重复行走，该车的行走方向可由设有轨道的板来设定，该板放置在建筑构件的表面上。该板例如是由非导磁材料的压制板。该车的轮子置于该轨道中，以便引导车。也可使用有印痕的箔来代替该板。在该板或箔上尤其可以将车的起动位置及每个测量距离作出标志。这些轨道可以这样设置它能使车能沿不同的方向或总是沿同一方向彼此平行的路径运动。
如在开始时提到的，磁铁可以是一个永久磁铁或是一个电磁铁。在是永久磁铁的情况下，磁场板或是直接地或是间接地在一极面区域中与永久磁铁相连接。在电磁铁的情况下设有一个相应的磁铁芯，它用于构成所述的极面。该磁铁芯被一个线圈包围着，它基本上具有与永久磁铁相同的直角形或椭园形的极面及尺寸。如果说的是划分开的磁铁时，则在电磁铁的情况下指的是磁铁芯被划分开。
以下将参照附图对本发明作更详细的描述，其附图为
图1根据本发明的具有一探测车及一计值显示单元的装置几何结构的总透视图;
图2在平行于一侧壁及垂直于轮轴(图1中线Ⅱ-Ⅱ)方向上探测车的截面图;
图3在其上设置沿一直线布置的磁场板对的探测车底面一部分的局部正视2中箭头Ⅲ;
图4用来探测建筑构件中可磁化材料精确位置的信号波形;
图5本发明装置的一个粗略的方框电路图;
图6确定建筑构件中可磁化材料深度及粗细的信号波形;
图7探测车底侧的部分透视图，表示出在极靴上放置的两个磁场板;
图8探测车底侧的部分透视图，表示出放置在极靴上的并与高磁导搭片相连接的两个磁场板;
图9探测车底侧的部分透视图，表示出在一个磁场板对的两个磁场板中间的区域上被划分开的永久磁铁;
图10探测头或探测车底侧的正视图，其上具有规则布置的及以同样方式定向的磁场板对;及图11探测头或探测车底侧的正视图，其上具有规则布置的但以不同方式定向的磁场板对。
在图1上描绘了一个根据本发明在建筑构件中探测可磁化材料的装置。该装置具有一个探测车1，它通过一个电缆2与一计值显示单元3相连接，该探测车1位于一个混凝土板4上，该板中包含具有二根钢筋5及6的钢筋构件。计算显示单元3具有一个监视器7，在其上能显示出由探测车1探测出的钢筋5及6，它还包括一组按键11、12、13及9，用于控制测量过程以及操纵图象的处理及计值功能。对操作人员的指导是通过在按键侧上显象管边缘的渐显标志11a、12a、13a及9a来实现的，这些标志对当时的功能作出解释。对此可以通过软件来配置本国语言并且实行其它操作可能性的补充，其中该仪器的面板保持简明、一目了然。按键8用于对一附设菜单进行向前及向后的翻阅，四个按键10用于使显象管上的游标移动。
图象处理功能可使无论在整个图象范围及在一选择的部分区域(变焦窗)中改变亮度及对比度。该被处理的部分区域可以在原始的(图象中被渐渐显示出来。此外，滤波功能用来抑制局部图象干扰。计值功能包括游标位置的座标指示及座标网格的渐显，该座标网格显示位于建筑构件上的类似于比例尺度的模板图形，用于引导探测车。由此有利于建筑构件中的可磁化材料位置的信息回传。
计值显示单元3还可与在图上未示出的其它单元相连接，例如与一打印机或一计算机相连接。
如果希望在混凝土板4的设定区域中显示出在其中所具有钢筋的图象，则要借助于探测车1对这一区域进行扫描。为了引导该探测车1可以使用一个具有导轨的板或箔，该板或箔被放置或粘置在建筑构件上。以下将假设需要探测的区域是一个正方形区域，其边长相当于探测车1长度的三倍。此外，该区域将在两个互相垂直的方向上被扫描，从而可以获得一个尽可能精确的钢筋图象。该扫描区域显示在计值显示单元3的监视器7上并被划分成九个部分区域，如图中虚线所示。扫描区域用标号14表示，而虚线则以标号14a表示。
在探测车1放置于混凝土板4上以后，首先操作一个参照位置调节按钮9b，用于对由探测车1传送的测量值的位置确定使参照位置置于零值。然后，该探测车1在混凝土板4上向第一方向R1滚行过去，以使得实际上在监视器7上显示的扫描区域14左边的在一列中相互上下排列的三个部分区域产生扫描。将这个过程对于扫描区域14中间的及右边的列重复进行，对此探测车1将相应地重新错位放置并被定位到混凝土板4上的第一轨道中。然后，混凝土板4上的区域将在一个与上述垂直的方向R2上借助于探测车1扫描，以使得依次地在位于扫描区域14的每个被扫描行中的部分区域产生扫描。这些在部分区域产生扫描时由探测车1测得的数据被求值，如以下所述，用于测出混凝土板4中间的钢筋5及6的长度以及在监视器7上显示出相应的图象。当然在混凝土4设定的上表面区域被扫描时，应遵循上述次序，因为计值显示单元3是相应如此地被编程序的。在变换了程序时，扫描区域14也可以另外的方式划分及被扫描。
上述的交叉方式的扫描是有意义的，因为只是与扫描方向垂直延伸的钢筋才能传送所期望的测量信号。而倾斜于扫描方向(直至45°)的钢筋在扫描方向上将产生不一致的信号，它们大致符合余弦定理。信号的梯度将变小，以使得在微分时得到一个较低的信号电平。但是这个损失的值在与上述方向垂直方向的扫描过程中被得到并被补加上，以致重新获得用于求值的足够信号高度。顺着扫描方向延伸的钢筋不能提供随时间变化的信号并由此不能被检测出来。当然仅是在同一扫描位置的信号电平才相加起来，以使得在计算机中最终得到一个三维的信号曲线。为此目的也可以选择多于两个的扫描方向。
为了使探测车1能在混凝土板4的上表面上易于运动，该车具有两个互相平行的轴15及16，在它们的端部各设有轮对17及18。轮轴15及16彼此形成转动耦合，以保证探测车1尽可能精确地直行。通过探测车1的行走方向给出测量方向R，该方向垂直于轴15及16。测量方向R例如是图1中的方向R1及R2。
图2表示通过探测车1与轴15及16方向垂直的一个内侧壁处的截面图。因此在图2中测量方向R是沿水平方向延伸的。
如在图中可看出的，在探测车1的内部设有一个槽缝挡圈式行程检测器19，它具有一个可转动的槽缝挡圈20，它的槽缝21由一个光电扫描装置扫描，后者未在图上单独地表示。该槽缝挡圈20可转动地装设在一个轴22上，该轴22本身被固定在探测车1的一个侧壁1a上。在与槽缝挡圈20相固定的附件23上运行着一个驱动皮带24，该皮带既带动转向轮25，26，27也带动两个轴15及16。如果探测车1沿混凝土板4的上表面滚动，则槽缝挡圈20将借助于驱动皮带24产生转动，这就导致每当探测车1行走单位距离光电装置发送出一个脉冲信号，该单位距离是通过槽缝挡圈20上的槽缝21的距离得出的。相应的脉冲信号被计数，以使得由计数值能够确定从参照位置算起的探测车1的精确位置，参照位置由操作参照位置调节按键来确定，为此将计数值置于零。光电扫描例如可以是由一个发光二极管及一个光敏元件组成。
根据图2，在轮轴15及16之间及在探测车1的底部附近装置了一块磁铁28，在该例中它是一个永久磁铁，在其上方例如为它的南极而其下方为它的北极。该永久磁铁28被固定地定位在探测车1上，并且实际上延伸在探测车1的整个长度上。因而该永久磁铁28的长度实质上大于它的宽度及高度。该永久磁铁也可以由一个相当的电磁铁芯取代。在永久磁铁28的下方并在该侧上固定了一个印刷电路板29，在该板的下侧设置了由每两个磁场板30，31组成磁场板对32。该磁场板对32经由未示出的印刷电路板29上的连接导线与一个仍然位于该印刷电路板29上的微处理机相连接。
如同由图2可以看出的，一个磁场板对32的磁场板30及31在扫描方向R上彼此前后放置。此外，有多个磁场板对32，例如14个磁场板对设置在印刷电路板29的下侧及彼此并行地布置在探测车1的长度方向上，也就是在轴15及16的方向上以及与它们平行。
图3表示在印刷电路板29下侧的磁场板对32的详细排列。它涉及印刷电路板29下侧的正视图。仍然用R表示测量方向，该方向相对图2中的轴15及16垂直地延伸，该测量方向也同时表示探测车1的运动方向。这些磁场板对32在与测量方向R垂直地方向上彼此之间上下相隔相同的距离，并且位于一共同的直线上。在测量方向R、也即垂直于直线G方向上，每一个磁场板对32的磁场板30及32彼此相隔一距离，用于测量永久磁铁28磁场的垂直分量。
如已经交代的，当探测车1接近在混凝土中放置的钢筋结构时永久磁铁28的垂直磁场分量发生改变。磁场板30，31则在与磁场板之间距离相一致的彼此相邻的两个位置上测量垂直磁场分量。因为一个测量中的磁场板对32的两个磁场板30，31连接在差分电路上，利用该电路可以直接地求得这两个垂直磁场分量之间的差值，以致该电路将该差值输出。该差值在实际上相当于磁场板对中两个磁场板连接方向上、也即测量方向上垂直磁场分量的梯度。
图4表示有关的信号波形。曲线K1及K2表示磁场板对32中每个磁场板30，31的测量值，而曲线K3表示一个磁场板对32的测量差值。在图4中，所表示的信号幅度均是相对行程而言的。该行程即为探测车1在测量方向R上的位移。由线4表示差值测量信号K3的微分信号波形。
确切地讲，对于探测车1的每次移位，对于所有的磁场板对32均要求出其测量差值并将其储存。在探测车1于测量方向R的下一个移动位置上再通过磁场对32求得测量差值，如此等等。用这种方式对于每个差分磁场板对32求得一条曲线K3，如在图4中所示的。在探测车1的全部位移之后及由此得到图4中的对于每个差分磁场板对32的完整曲线K3以后，将该曲线K3微分，用以求得每条微分信号波形K4。该微分信号波形K4的最大值位于可磁化材料之处，在该例中，例如位于图4中的一根钢筋5处。
如果探测车1需在图1中的混凝土板4的上表面沿着不同的扫描方向R1及R2运动时，则对于每个磁场板对32，并也要对每个测试方向R求出图4中的波形图。然后根据这样求得的微分信号波形K4，并采用传统的方法经过确定最大值，滤波等等产生出在混凝土板4中钢筋的图象并且在图1中的监视器上显示出来。
图5进一步详细地给出了根据本发明装置的电路结构。探测车1包括14个磁场板对32，每个磁场板对具有两个磁场板30及31，后者串联地连接在一个正及一个负的电压极之间。磁场板30及31之间的中间抽头连接到一个多路转换器34的一个端子33上。该多路转换器34的其它端子33a同样地与其余的磁场板对32的每个中间抽头相连接。多路转换器34的公共触头35借助于一个转换开关36与各个单独端子33依次地产生连接，以使得由测量中的磁场板对32中间抽头上得到的测量差值依次地经由一个放大器37传送到一微处理机38。然后在该微处理机38中存储探测车1每个位置时的测量差值，对它们设置了相应的存储区域。探测车1的每个测量位置由已经描述过的行程检测器19(位置检测器)求得。由此将经过位置检测器19求得的位置与在该位置处测得的测量差值配对存储，在探测车1位移后，在一个新的位置上对测量差值进行相应的测量。
将由这种方法得到的所有测量差值编成在图4中所示的差值测量信号3，并且可以直接地在探测车1中的微处理机38内进行微分，以求得微分测量信号曲线K4。它也可以换种形式在计值显示单元3中求得并为了图象显示而被进行处理。
还应提到，在图5中开关触头36是经由导线39受到微处理机38控制进行转换的，而放大器37的补偿调节是经由导线40受微处理机38的控制的。一个与微处理机38相连接的开关S1用作在超出测量范围时自动地转换放大器。
图6表示与图4的波形图相似的波形图，但在其中仅涉及到微分信号波形K4a，K4b，K4c及K4d。信号波形K4a相应于深度为39mm的直径为22mm的一根钢筋;信号波形K4b相应于深度为36mm直径为8mm的一根钢筋;信号波形K4c相应于深度为89mm直径为22mm的一根钢筋;及信号波形K4d相应于深度为86mm直径为8mm的一根钢筋，其幅值从磁场板开始总是以毫伏(mv)为单位。
可以看出，这些信号幅度值强烈地依赖于钢筋的深度、也即覆盖厚度。而相反地，信号的幅度很少依赖于钢筋的直径。在该例中所有的钢筋均是铁质的。对于相近深度的曲线相应地彼此相互靠近，即使它们是由粗细非常不同的钢筋产生的。相反地，不同钢筋深度的曲线彼此离开很远。曲线的宽度(在探测头接近下方置有钢筋的位置时信号增长，而后信号则与前相对称地下降)实际上与钢筋的直径无关，而完全取决于深度。
这些信号波形的求值是这样进行的首先由幅度粗略地推算出深度，而接着由曲线宽与高的比例求出钢筋的直径。利用这个信息然后再对深度进行修正。当然，也可以采用已知的信号波形为比较曲线，并将其与所测得的信号波形相比较，用以推算出钢筋的直径及深度。
图7表示在磁场板对区域斜下方观察探测车的透视图。图中仅能看到具有磁场板30及31的单独一个磁场板对32，其中每个磁场板30及31各放置在一个极靴41，42上。极靴41及42的作用在于使永久磁铁28的磁场集中到磁场板30及31的区域上，以使本发明的装置取得较高的灵敏度。为了明了起见，图2中的印刷电路板29未表示出来，否则它们是位于磁场板30及31与相关的极靴41，42之间。应当指出，每个磁场板30或31是由一个具有磁敏电阻的导体材料及一个底基或载体组成的，磁敏电阻作在该底基上。在该图上这些部件并未以分离的方式描绘，以免使该图过于复杂。
在图7中还表示出测量方向R位于两个磁场板30及31的连接方向上，而永久磁铁28的长度方向则与此方向垂直。该长度方向是用双箭头G表示的。在图7中的长度方向G上还置有其它的磁场板对32，但是为了明了起见未在图中描绘出来。
与图7中实施例作法不同，也可以将由导磁材料作成的极靴41及42彼此连接成一体，例如通过一个窄的连接片相连接，连接片置于永久磁铁28侧并与该磁铁相接触。因此极鞭41及42不需要单独地进行安装，而是可以成对地安装到永久磁铁28上，这样就显著地简化了安装，因为极靴41，42是相当小的。
图8表示本发明在磁场板对32区域中的另一种构型。在每个磁场板30，31上直接地放置了由高磁导率材料作成的搭片43，44，这些搭片43，44各由相应的磁场板30，31出发彼此反向延伸，也即一个顺着、另一个逆着测量方向R延伸出来。
通过搭片43，44，一方面可以使永久磁铁28的磁场以更强的方式向磁场板30，31集中，由此可使该装置的灵敏度进一步提高。
另一方面通过搭片43，44也可以作到使图4中曲线K1及K2的最大值彼此拉得更远，以致得到更加陡的差值测量信号曲线K3的波形，并由此得到更加窄或更加陡的微分曲线K4，这样就能在确定建筑构件中的可磁化材料的位置时得到更高的鉴别率。
根据本发明的在磁场板对32区域中的又一构型表示在图9上。这里永久磁铁被分成两部分永久磁铁28a及28b，在它们之间形成了一个气隙L。在永久磁铁28a及28b的下侧上各放置了一个极靴41a，41b，在它们的区域内各放置了一个磁极板。这些磁极板被设置在一个共同的基板45上，后者例如是由陶瓷做成的。该基板45放置在两个极靴41a及41b上。在这些磁极板的上面再放置由高磁导率材料作的搭片43，44。这些搭片如图8中那样延伸，即顺着或逆着测量方向R延伸。此外极靴41a及41b与延伸部分45a，45b连成一体，它们向外曲伸，用于首先对磁场对称性提供方便的调整可能性。也是为了明了起见，在这里没有示出印刷电路板29，而该印刷电路板位于极靴41a，41b及基板45之间。
利用图9中的结构可以提高两个磁场板之间的磁通差值，这样就对测量灵敏度的改善作出了贡献。磁靴将来自部分磁铁28a及28b的磁通经由设置在绝缘陶瓷公共基片45上的磁场板向下传导，再经过构成另一对极靴的磁场板彼此分开地到达外磁场。
图10表示磁场板对32的一种两维布置结构。该磁场板对32放置在印刷电路板29的一侧上，在印刷电路板的另一侧上放置永久磁铁28，该永久磁铁在此例中具有正方形极面。譬如在图上示出了4×4＝16个磁场板对，它们全都以同样的方式相对于测量方向R排列，此外彼此间具有均等的间隔并形成了一个规则的格子。这种布置具有的优点是为了获得测量差值不再需要将探测车1大幅度地移动，只要在测量方向R上原则上移动差不多两上磁场板对之间的距离就够了。但是对于不同的测量方向，仍然必须将探测车1转向。如果在永久磁铁28的极面范围中有许多的磁场板对彼此靠近地密布着，在某些情况下也完全可能取消掉一次探测车的挪位。这里当然指仅可能在一个方向上进行测量，结果在一些情况下不能指示出建筑构件中的全部可磁化材料。对于与探测方向R平行延伸的一根钢筋就不能被测量出来。
在图10中在扫描方向R上一个接一个排列的每个磁场板对也可以一个磁场板行的形式出现，也就是由相应的多个磁场板的一个串联形式出现，在本例中是8个磁场板，其中每个磁场板具有端部及中间抽头。然后对每个相邻的磁场板的测量信号逐对地进行选择。因此所有的磁场板彼此之间均可以具有相同的距离。
一种对图10布置的进一步构型表示在图11。那里仍然描绘了4×4＝16个磁场板对，它们形成了规则的两维格子。其测量方向然而按磁场板对逐个地交替取水平方向及垂直方向，以致于这里总共得到两个测量方向。在这种结构中故只要求在两个测量方向上作更小的移动，便能测量出相应移动位置的相应测量差值。当具有足够多且彼此靠得足够近的磁场板对，并且它们每个交替地取水平及垂直测量方向，用以取得足够精确的测量信号波形(图4中曲线K3)的话，在此情况下也可以去消掉一次位移。在磁场板对不是足够靠近的布置的情况下在一个测量方向上测得的两个测量值之间必要时可以采用插值，以便在计算过程中为了图4中曲线K3的完整性取得中间值。按照图11的结构设置，例如可以通过磁场板对32a及32b或是通过磁场板对32c及32d得到图4中测量信号曲线K3的各个测量值。在实际中具有的磁场板对要多得多，并且其数目视指定的应用目的及待测量的建筑构件面积而定。
权利要求
1.在建筑构件中探测可磁化材料的装置，它具有-一个探测头，其具有一个用来将磁场导入到建筑构件中的磁铁，及至少两个在磁铁极区域中固定在该磁铁上的磁场传感器，用来测量被可磁化材料干扰后的磁场；及-一个计值显示单元，它借助于由磁场传感器提供的测量信号确定可磁化材料的位置，其特征在于-磁场传感器(30，31)为磁场板；-磁场板与差分电路彼此相连接；及-磁场板被平行地仅设置在磁铁(28)的一个极面上。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于在一个磁极面上设置了由每个均与差分电路相连接的磁场板(30，31)组成的多个磁场板对(32)。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于磁场板对(32)延一条直线(G)布置。
4.根据权利要求2的装置，其特征在于磁场板对(32)延着相互平行的直线布置成一个两维的规则图案的形式。
5.根据权利要求3或4的装置，其特征在于一个磁场板对(32)的每两个磁场板(30，31)之间的连接线垂直于所述的直线。
6.根据权利要求1至5中一个权利要求的装置，其特征在于在每个磁场板(30，31)下面设置了一个极靴(46，42或41a，42a)。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于一个磁场极对的极靴彼此互相连接。
8.根据权利要求6的装置，其特征在于磁铁沿一个在磁场板对的两个磁场板中间延伸的直线被划分开来，并且在磁场板对所属的极靴(41a，41b)上设有一个共同的磁场板基片(45)。
9.根据权利要求1至8中一个权利要求的装置，其特征在于一个磁场板对(32)的每个相应的磁场极板(30，31)在其前方与一个由高磁导率材料作的搭片(43，44)相连接，后者彼此隔开并延着在两个磁场板的连接方向上延长的直线伸展。
10.根据权利要求1至9中一个权利要求的装置，其特征在于计值显示装置是这样构成的它总是将一个由与差分电路相连接的磁场板(30，31)所提供的差值测量信号进行微分。
11.根据权利要求1至10中一个权利要求的装置，其特征在于它具有一个用以确定探测头(1)位置的行程检测器(19)。
12.根据权利要求5至11中一个权利要求的装置，其特征在于磁场板对(32)设置在一个利用轮对(17，18)行走的车(1)上，并且其轮轴(15，16)平行于所述直线。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于具有两个平行的并且彼此形成转动耦合的轮轴(15，16)，在它们中每个端部装有一个轮子(17，18)。
14.根据权利要求12或13的装置，其特征在于行程检测器(19)是一个装有可转动槽缝挡圈(20)的一种槽缝挡圈式行程检测器，它至少通过一个轮轴(15，16)被驱动旋转。
15.根据权利要求1至14中一个权利要求的装置，其特征在于所述磁铁是一个永久磁铁。
16.根据权利要求1至14中一个权利要求的装置，其特征在于所述磁铁是一个电磁铁。
全文摘要
本发明涉及探测建筑构件(4)中可磁化材料(5，6)的装置，该装置包括一个探测头(1)，它例如是一个将磁场引导到建筑构件(4)中的永久磁铁(28)及二个仅设置在该永久磁铁(28)一个极面上的磁场板(31，32)，后者与差分电路相连接，并且用于测量受可磁化材料干涉的永久磁铁(28)的磁场。在测量位置上由磁场板对提供的测量差值用于构成一差值测量信号，由该信号微分后求出在建筑构件中可磁化材料的位置。在建筑构件(4)中的可磁化材料(5，6)的位置可以在计值显示单元(3)的监视器(7)上显示出来。
文档编号G01V3/15GK1063940SQ9210069
公开日1992年8月26日 申请日期1992年2月1日 优先权日1991年2月2日
发明者汉兹·寇瑟克, 汉斯约希·尼普, 奥托·诺瑟, 奥特马尔·加那尔, 汉斯·李曼 申请人:希尔蒂公司