專利名稱：建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消磁技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于消磁站、磁場(chǎng)觀測(cè)室等低磁建筑物，需要采用低磁性的建筑材料。過(guò)去通常對(duì)不同廠家、不同地點(diǎn)的建筑材料進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)和比較，選取磁性最低的一種，對(duì)建筑材料進(jìn)行嚴(yán)格的低磁性控制，并且要對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常抽測(cè)，以確保滿足總體磁性要求。顯然，這樣做主要存在如下兩個(gè)問(wèn)題:第一，無(wú)限度地對(duì)建筑材料磁性指標(biāo)進(jìn)行限制，會(huì)造成建筑材料選擇的困難和工程建造成本的大幅度增加。第二，在施工之前無(wú)法知道建筑物的空間磁場(chǎng)是否滿足工程要求，以前為了檢驗(yàn)用低磁性建筑材料建造的非磁性建筑物空間磁場(chǎng)分布是否滿足工程要求，在施工過(guò)程中，必須定期將施工區(qū)的鐵質(zhì)施工器械和設(shè)備移出施工區(qū)進(jìn)行磁場(chǎng)檢測(cè)，進(jìn)而修改低磁性控制的技術(shù)指標(biāo)和工藝。這不僅使得低磁區(qū)空間磁場(chǎng)的檢測(cè)十分困難，而且影響了工程施工進(jìn)度。特別是在施工工期十分緊張的情況下，要想經(jīng)常性地移出鐵質(zhì)施工設(shè)備進(jìn)行磁性檢測(cè)更是困難。因此，這種傳統(tǒng)的做法是難于實(shí)施的，在低磁區(qū)的施工過(guò)程中，目前還難以定量檢測(cè)分析建筑材料的磁性。另外，按照現(xiàn)有方法對(duì)建筑材料的磁性進(jìn)行檢測(cè)，需要測(cè)量建筑材料周圍一定距離處的磁場(chǎng)畸變，然后根據(jù)磁場(chǎng)畸變值判斷建筑材料的磁性是否符合要求。這種檢測(cè)過(guò)程，容易受到環(huán)境磁場(chǎng)變化的影響(例如，地磁場(chǎng)波動(dòng))，容易導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真。參考文獻(xiàn)1:三維地質(zhì)體磁場(chǎng)梯度計(jì)算理論與方法，姚長(zhǎng)利，管志寧，中國(guó)科學(xué)(D集)，第27卷第2期，1997年04月(頁(yè)碼:103 108)。該文獻(xiàn)中詳細(xì)記載了用磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)反推求出建筑材料樣品的磁化強(qiáng)度的方法。參考文獻(xiàn)2:地球物理學(xué)中的電磁場(chǎng)正演與反演，湯井田，任政勇，化希瑞，地球物理學(xué)進(jìn)展，第22卷，第4期，2007年8月(頁(yè)碼:I I 8 I I I 9 4 )。該文獻(xiàn)中詳細(xì)記載了根據(jù)建筑材料樣品磁化強(qiáng)度的反推值，依據(jù)積分方程法或有限元法等數(shù)值分析方法計(jì)算出采用該建筑材料建成建筑物的磁場(chǎng)特征的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種方便快捷，檢測(cè)精度高的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備及方法。為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:它包括磁場(chǎng)梯度計(jì)、數(shù)據(jù)記錄儀、無(wú)磁桌、設(shè)置在無(wú)磁桌上的磁化線圈、與磁化線圈連接的磁化電源、設(shè)置在無(wú)磁桌上的無(wú)磁墊板，其中，所述無(wú)磁桌的桌底設(shè)置磁場(chǎng)梯度計(jì)，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)位于無(wú)磁墊板的正下方，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)記錄儀的信號(hào)輸入端連接，它還包括能分別設(shè)置在磁化線圈內(nèi)圈和無(wú)磁墊板上表面的建筑材料取樣盒。
上述技術(shù)方案中，它還包括支架，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)通過(guò)支架連接地面。
所述磁場(chǎng)梯度計(jì)的頂端距離無(wú)磁墊板的距離范圍為0.1nT0.3m。
所述建筑材料取樣盒為正方體取樣盒，所述正方體取樣盒的邊長(zhǎng)范圍為0.1 L 5m。
所述磁化線圈內(nèi)部產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)范圍為1000(T50000A/m。
所述磁場(chǎng)梯度計(jì)的靈敏度高于InT/m。
一種利用上述建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備的建筑材料磁性檢測(cè)分析方法，其特征 在于，它包括如下步驟:
步驟1:將建筑材料樣品置于建筑材料取樣盒內(nèi)，然后將建筑材料取樣盒置于磁 化線圈內(nèi)圈；
步驟2:操作磁化電源給磁化線圈通入電流脈沖對(duì)建筑材料樣品進(jìn)行磁化；
步驟3:將被磁化后的裝有建筑材料樣品的建筑材料取樣盒置于無(wú)磁墊板上，用 無(wú)磁墊板下方的磁場(chǎng)梯度計(jì)測(cè)量建筑材料取樣盒內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度；
步驟4:根據(jù)磁場(chǎng)梯度計(jì)檢測(cè)的建筑材料樣品周圍的磁場(chǎng)梯度，并將磁場(chǎng)梯度數(shù) 據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)記錄儀，讀取數(shù)據(jù)記錄儀中的磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)后采用反推求出建筑材料樣品的 磁化強(qiáng)度；
步驟5:根據(jù)建筑材料樣品磁化強(qiáng)度的反推值，依據(jù)積分方程法或有限元法計(jì)算 出采用該建筑材料建成的建筑物的磁場(chǎng)特征，即完成了建筑材料磁性檢測(cè)分析。
步驟2中所述建筑材料樣品進(jìn)行磁化時(shí)，磁化線圈的通電時(shí)間范圍為2飛Os。
步驟3中在使用磁場(chǎng)梯度計(jì)測(cè)量建筑材料取樣盒內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度時(shí)， 檢測(cè)人員離磁場(chǎng)梯度計(jì)的距離至少3m。
本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)建筑材料樣品一定距離處的磁場(chǎng)梯度，可以避免環(huán)境磁場(chǎng)變化的 影響，并且采用反推法可以得到建筑材料樣品的磁化強(qiáng)度，然后利用這個(gè)磁化強(qiáng)度反推值， 可以建立該建筑材料建成的建筑物的磁性，預(yù)測(cè)其磁場(chǎng)特征分布，特別適合于低磁建筑物 的施工建設(shè)。實(shí)現(xiàn)了在低磁區(qū)的施工過(guò)程中，能對(duì)建筑材料的磁性進(jìn)行定量的檢測(cè)分析。本 發(fā)明具備方便快捷，檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)示意圖中，I一無(wú)磁桌、2—建筑材料取樣盒、3—磁化線圈、4一磁化電源、5—磁場(chǎng)梯度 計(jì)、6一數(shù)據(jù)記錄儀、7一無(wú)磁墊板、8一支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，它包括磁場(chǎng)梯度計(jì)5、數(shù)據(jù)記錄儀6、無(wú) 磁桌1、設(shè)置在無(wú)磁桌I上的磁化線圈3、與磁化線圈3連接的磁化電源4、設(shè)置在無(wú)磁桌I 上的無(wú)磁墊板7，其中，無(wú)磁桌I的桌底設(shè)置磁場(chǎng)梯度計(jì)5，磁場(chǎng)梯度計(jì)5位于無(wú)磁墊板7的 正下方，磁場(chǎng)梯度計(jì)5的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)記錄儀6的信號(hào)輸入端連接，它還包括能分別設(shè) 置在磁化線圈3內(nèi)圈和無(wú)磁墊板7上表面的建筑材料取樣盒2。在對(duì)建筑材料樣品進(jìn)行磁化時(shí)，建筑材料取樣盒2位于磁化線圈3內(nèi)圈；在測(cè)量建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度時(shí)，建筑材料取樣盒2位于無(wú)磁墊板7上表面。
上述技術(shù)方案中，它還包括支架8，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)5通過(guò)支架8連接地面。
上述技術(shù)方案中，磁場(chǎng)梯度計(jì)5的頂端距離無(wú)磁墊板7的距離范圍為0.1nT0.3m。
上述技術(shù)方案中，建筑材料取樣盒2為正方體取樣盒，正方體取樣盒的邊長(zhǎng)范圍為0.1"!.5mο對(duì)于少量建筑材料樣品正方體取樣盒的邊長(zhǎng)選擇為0.1m,對(duì)于大宗建筑材料樣品正方體取樣盒的邊長(zhǎng)選擇為1.5m。
上述技術(shù)方案中，磁化線圈3內(nèi)部產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)范圍為1000(T50000A/m。該磁化磁場(chǎng)范圍可涵蓋磁化所有的建筑材料。
上述技術(shù)方案中，磁場(chǎng)梯度計(jì)5的靈敏度應(yīng)該高于InT/m。
一種利用上述建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備的建筑材料磁性檢測(cè)分析方法，它包括如下步驟:
步驟1:將建筑材料樣品置于建筑材料取樣盒2內(nèi)，然后將建筑材料取樣盒2置于磁化線圈3內(nèi)圈；
步驟2:操作磁化電源4給磁化線圈3通入電流脈沖對(duì)建筑材料樣品進(jìn)行磁化；
步驟3:將被磁化后的裝有建筑材料樣品的建筑材料取樣盒2置于無(wú)磁墊板7上， 用無(wú)磁墊板7下方的磁場(chǎng)梯度計(jì)5測(cè)量建筑材料取樣盒2內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度；
步驟4:根據(jù)磁場(chǎng)梯度計(jì)5檢測(cè)的建筑材料樣品周圍的磁場(chǎng)梯度，并將磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)記錄儀6，讀取數(shù)據(jù)記錄儀6中的磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)后采用反推求出建筑材料樣品的磁化強(qiáng)度；見(jiàn)三維地質(zhì)體磁場(chǎng)梯度計(jì)算理論與方法，姚長(zhǎng)利，管志寧，中國(guó)科學(xué)(D 集)，第27卷第2期，1997年04月(頁(yè)碼:103 108)。
步驟5:根據(jù)建筑材料樣品磁化強(qiáng)度的反推值，依據(jù)現(xiàn)有的積分方程法或有限元法計(jì)算出采用該建筑材料建成的建筑物的磁場(chǎng)特征，即完成了建筑材料磁性檢測(cè)分析。見(jiàn)地球物理學(xué)中的電磁場(chǎng)正演與反演，湯井田，任政勇，化希瑞，地球物理學(xué)進(jìn)展，第22卷，第 4 期，2007 年 8 月(頁(yè)碼:I I 8 I I I 9 4)。
上述技術(shù)方案的步驟2中建筑材料樣品進(jìn)行磁化時(shí)，磁化線圈3的通電時(shí)間范圍為2飛Os。保證建筑材料樣品被充分磁化。
上述技術(shù)方案的步驟3中在使用磁場(chǎng)梯度計(jì)5測(cè)量建筑材料取樣盒2內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度時(shí)，檢測(cè)人員離磁場(chǎng)梯度計(jì)5的距離至少3m。防止檢測(cè)人員自身所攜帶鐵磁物體產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾。
本說(shuō)明書未作詳細(xì)描述的`內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:它包括磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)、數(shù)據(jù)記錄儀 (6)、無(wú)磁桌(I)、設(shè)置在無(wú)磁桌(I)上的磁化線圈(3)、與磁化線圈(3)連接的磁化電源(4)、 設(shè)置在無(wú)磁桌(I)上的無(wú)磁墊板(7)，其中，所述無(wú)磁桌(I)的桌底設(shè)置磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)位于無(wú)磁墊板(7)的正下方,所述磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)記錄儀(6 )的信號(hào)輸入端連接，它還包括能分別設(shè)置在磁化線圈(3 )內(nèi)圈和無(wú)磁墊板(7 )上表面的建筑材料取樣盒(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:它還包括支架(8),所述磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)通過(guò)支架(8)連接地面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:所述磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)的頂端距離無(wú)磁墊板(7)的距離范圍為0.1nT0.3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材 料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:所述建筑材料取樣盒(2)為正方體取樣盒，所述正方體取樣盒的邊長(zhǎng)范圍為0.Γ1.5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:所述磁化線圈(3) 內(nèi)部產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)范圍為1000(T50000A/m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，其特征在于:所述磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)的靈敏度高于InT/m。
7.一種利用權(quán)利要求1所述建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備的建筑材料磁性檢測(cè)分析方法，其特征在于，它包括如下步驟:步驟1:將建筑材料樣品置于建筑材料取樣盒(2)內(nèi)，然后將建筑材料取樣盒(2)置于磁化線圈(3 )內(nèi)圈；步驟2:操作磁化電源(4)給磁化線圈(3)通入電流脈沖對(duì)建筑材料樣品進(jìn)行磁化；步驟3:將被磁化后的裝有建筑材料樣品的建筑材料取樣盒(2)置于無(wú)磁墊板(7)上， 用無(wú)磁墊板(7)下方的磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)測(cè)量建筑材料取樣盒(2)內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度；步驟4:根據(jù)磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)檢測(cè)的建筑材料樣品周圍的磁場(chǎng)梯度，并將磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)記錄儀(6)，讀取數(shù)據(jù)記錄儀(6)中的磁場(chǎng)梯度數(shù)據(jù)后采用反推求出建筑材料樣品的磁化強(qiáng)度；步驟5:根據(jù)建筑材料樣品磁化強(qiáng)度的反推值，依據(jù)積分方程法或有限元法計(jì)算出采用該建筑材料建成的建筑物的磁場(chǎng)特征，即完成了建筑材料磁性檢測(cè)分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析方法，其特征在于:步驟2中所述建筑材料樣品進(jìn)行磁化時(shí)，磁化線圈(3)的通電時(shí)間范圍為2飛Os。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑材料磁性檢測(cè)分析方法，其特征在于:步驟3中在使用磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)測(cè)量建筑材料取樣盒(2)內(nèi)建筑材料樣品的磁場(chǎng)梯度時(shí)，檢測(cè)人員離磁場(chǎng)梯度計(jì)(5)的距離至少3m。
全文摘要
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種建筑材料磁性檢測(cè)分析設(shè)備，它包括磁場(chǎng)梯度計(jì)、數(shù)據(jù)記錄儀、無(wú)磁桌、設(shè)置在無(wú)磁桌上的磁化線圈、與磁化線圈連接的磁化電源、設(shè)置在無(wú)磁桌上的無(wú)磁墊板，其中，所述無(wú)磁桌的桌底設(shè)置磁場(chǎng)梯度計(jì)，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)位于無(wú)磁墊板的正下方，所述磁場(chǎng)梯度計(jì)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)記錄儀的信號(hào)輸入端連接，它還包括能分別設(shè)置在磁化線圈內(nèi)圈和無(wú)磁墊板上表面的建筑材料取樣盒。本發(fā)明具備方便快捷，檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R33/12GK103207374SQ201310071110
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者劉大明, 郭成豹, 王軍民, 肖昌漢, 劉宏, 趙文春, 劉勝道, 李志新, 周國(guó)華, 高俊吉 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)