本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼筋混凝土內(nèi)部鋼筋損傷的檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

鋼筋混凝土是全世界應(yīng)用最為廣泛的建筑材料之一，其材料劣化大多是由于內(nèi)部鋼筋骨架的銹蝕所致。在工程結(jié)構(gòu)中，銹蝕問(wèn)題依然比較嚴(yán)峻，不但會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載力，而且會(huì)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)更大的損傷和破壞。

無(wú)損檢測(cè)在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)構(gòu)件的損傷比較小或無(wú)損傷，這是鋼筋損傷檢測(cè)的發(fā)展方向。針對(duì)無(wú)損檢測(cè)，現(xiàn)已涌現(xiàn)出不少技術(shù)和方法，大致可分為3大類：分析法、物理法和電化學(xué)法。

分析法是綜合結(jié)構(gòu)本身、外界環(huán)境以及時(shí)間等影響因素，對(duì)鋼筋的銹蝕情況進(jìn)行分析和推斷的方法。分析法能夠?qū)P蝕問(wèn)題的原理剖析透徹，但具有較大隨機(jī)性，但不同影響因素的組合會(huì)造成分析結(jié)果的不唯一性，此外，選擇不同的銹蝕預(yù)測(cè)模型，分析效果也會(huì)不盡相同。

物理法是通過(guò)測(cè)定鋼筋銹蝕引起物理特性的變化，判斷鋼筋的銹蝕情況。物理法主要包括電阻棒法、射線法、聲發(fā)射探測(cè)法、紅外熱像法以及磁檢測(cè)法等。物理法便于操作，受環(huán)境的干擾較小，但目前僅用于定性分析，比較難以進(jìn)行定量分析，實(shí)際應(yīng)用收到很大的限制，基本停留于試驗(yàn)階段。

電化學(xué)法是通過(guò)測(cè)定與腐蝕體系相關(guān)的電化學(xué)特性，確定混凝土中鋼筋銹蝕程度或速度，反映鋼筋腐蝕的本質(zhì)。電化學(xué)法具有靈敏度高、原位測(cè)量、可連續(xù)跟蹤和測(cè)試速度快等優(yōu)點(diǎn)。綜合眾多文獻(xiàn)可知，對(duì)于上述檢測(cè)方法的研究較多，但部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果都比較模糊，并且需要進(jìn)行復(fù)雜的后期數(shù)據(jù)處理，才能得到檢測(cè)結(jié)果。

由此，為了對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施更好地管理和維護(hù)，從新的技術(shù)角度提出內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)損傷的檢測(cè)方案是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明目的在于提供一種基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，該裝置利用電磁鐵與鋼結(jié)構(gòu)之間的電磁引力作為評(píng)判鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷狀態(tài)的指標(biāo)因素，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面的成像，用以表征鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，包括電磁檢測(cè)裝置，能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)位置控制器，以及用于執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷成像的等磁成像處理裝置；

所述電磁檢測(cè)裝置具有可滑動(dòng)安裝在滑軌上的電磁鐵，且電磁鐵在滑軌上的滑動(dòng)方向平行于磁吸檢測(cè)距離位置的調(diào)整方向，電磁鐵的兩個(gè)磁極端沿磁吸檢測(cè)距離位置的調(diào)整方向布置，并以電磁鐵的一個(gè)磁極端作為磁吸檢測(cè)端，在正對(duì)電磁鐵的磁吸檢測(cè)端一側(cè)的位置處設(shè)置有一個(gè)支撐部，且在電磁鐵的磁吸檢測(cè)端面與支撐部之間設(shè)置有壓力傳感器，使得壓力傳感器能夠感測(cè)電磁鐵的磁吸檢測(cè)端面與支撐部之間的擠壓力；

所述等磁成像處理裝置的電磁引力數(shù)據(jù)采集端與電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力輸出端進(jìn)行電連接，等磁成像處理裝置的成像平面位置控制信號(hào)輸出端和成像距離位置控制信號(hào)輸出端分別與檢測(cè)位置控制器的磁吸檢測(cè)平面位置控制信號(hào)輸入端和磁吸檢測(cè)距離位置控制信號(hào)輸入端進(jìn)行電連接。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中，作為優(yōu)選方案，所述電磁檢測(cè)裝置包括整體呈筒狀的檢測(cè)裝置殼體，電磁鐵設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體的中空空間內(nèi)且通過(guò)滾珠與檢測(cè)裝置殼體的筒狀側(cè)壁滑動(dòng)連接，使得電磁鐵能夠在檢測(cè)裝置殼體內(nèi)以其筒狀側(cè)壁作為滑軌沿其筒狀軸線方向滑動(dòng)，檢測(cè)裝置殼體的頂部具有能夠限制電磁鐵滑出的限位結(jié)構(gòu)，電磁鐵朝向檢測(cè)裝置殼體底面的一個(gè)磁極端作為磁吸檢測(cè)端，且檢測(cè)裝置殼體的底面封閉形成正對(duì)電磁鐵的磁吸檢測(cè)端一側(cè)的支撐部，壓力傳感器安裝在檢測(cè)裝置殼體的底面上，使得壓力傳感器能夠感測(cè)電磁鐵的磁吸檢測(cè)端面與檢測(cè)裝置殼體底面之間的擠壓力。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中，作為優(yōu)選方案，所述電磁檢測(cè)裝置中檢測(cè)裝置殼體和滾珠的材質(zhì)為鋁或鋁合金。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中，作為優(yōu)選方案，所述壓力傳感器采用壓電陶瓷片。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中，作為優(yōu)選方案，所述檢測(cè)位置控制器包括能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置在平面移動(dòng)以調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置的檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置垂直于磁吸檢測(cè)平面移動(dòng)以調(diào)整磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠驅(qū)動(dòng)所述檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，以及控制檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)位置控制模塊，檢測(cè)位置控制模塊的檢測(cè)位置信號(hào)輸出端與檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的檢測(cè)位置驅(qū)動(dòng)控制端電連接，檢測(cè)位置控制模塊的磁吸檢測(cè)平面位置控制信號(hào)輸入端和磁吸檢測(cè)距離位置控制信號(hào)輸入端分別與等磁成像處理裝置的成像平面位置控制信號(hào)輸出端和成像距離位置控制信號(hào)輸出端進(jìn)行電連接。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中，作為優(yōu)選方案，所述等磁成像處理裝置執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像的方式為：

等磁成像處理裝置中記錄有預(yù)設(shè)電磁引力值，用于在磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的過(guò)程中，同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值，且通過(guò)向檢測(cè)位置控制器輸出成像平面位置控制信號(hào)和成像距離位置控制信號(hào)，控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置，使得對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等，并記錄對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的成像平面位置以及電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等時(shí)的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的成像方法。為此，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的成像方法，包括如下步驟：

a）在所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的等磁成像處理裝置中設(shè)定和記錄預(yù)設(shè)電磁引力值；

b）針對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表平面的所在位置，調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)與被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表平面的相對(duì)位置，使得電磁檢測(cè)裝置進(jìn)行磁吸檢測(cè)平面位置調(diào)整的方向與被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的表平面方向相平行；

c）啟動(dòng)所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，由電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，等磁成像處理裝置同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值，且由等磁成像處理裝置向檢測(cè)位置控制器輸出成像平面位置控制信號(hào)和成像距離位置控制信號(hào)，控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置，使得對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等，由等磁成像處理裝置記錄對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的成像平面位置以及電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等時(shí)的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。

上述基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的成像方法中，作為優(yōu)先方案，所述步驟c）具體為：

c1）啟動(dòng)所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，由電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，等磁成像處理裝置同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值；

c2）在電磁檢測(cè)裝置針對(duì)一個(gè)磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)，等磁成像處理裝置記錄該磁吸檢測(cè)平面位置對(duì)應(yīng)的成像平面位置，且若電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等則直接記錄當(dāng)前的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置用于進(jìn)行成像，若電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值不相等，則控制檢測(cè)位置控制器調(diào)整電磁檢測(cè)裝置的磁吸檢測(cè)距離位置使得電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等后，再記錄當(dāng)前的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置用于進(jìn)行成像；

c3）重復(fù)執(zhí)行步驟c2），由等磁成像處理裝置控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置在各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，得到對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)所記錄的成像平面位置和成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，不需要使用高精密度設(shè)備和儀器，硬件結(jié)構(gòu)成本低。

2、本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)利用電磁鐵與鋼結(jié)構(gòu)之間的電磁引力作為評(píng)判鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷狀態(tài)的指標(biāo)因素，通過(guò)控制等磁引力而繪制等詞引力線/面而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況，其成像方法不需要對(duì)電磁鐵輸入特定種類的信號(hào)激勵(lì)源（即不需要對(duì)信號(hào)激勵(lì)源的頻率、相位等參量進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控），對(duì)信號(hào)源要求不高，且對(duì)壓力傳感器的感測(cè)壓力信號(hào)不需要進(jìn)行復(fù)雜的后期數(shù)據(jù)處理便能夠完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的成像，數(shù)據(jù)處理和圖像呈現(xiàn)簡(jiǎn)單直觀、復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)。

3、本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)及其成像方法，由于是利用電磁引力探測(cè)原理進(jìn)行檢測(cè)和成像，因此不存在對(duì)測(cè)試人員的輻射傷害。

4、本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，其成像方法的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度低、操作簡(jiǎn)單，能夠有效的繪制出鋼結(jié)構(gòu)銹蝕區(qū)域表面的形貌，能夠很好的用于對(duì)保護(hù)材料層下鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷進(jìn)行定量化的檢測(cè)和判定，有利于其在鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷無(wú)創(chuàng)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)中電磁檢測(cè)裝置一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖3為利用本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的電磁檢測(cè)裝置掃描鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面不同位置處的掃描路徑以及由等磁成像處理裝置對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行圖像成像的效果示意圖。

具體實(shí)施方式

針對(duì)于鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕損傷無(wú)創(chuàng)檢測(cè)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)和成像方法，目的是在探索一種新的、更簡(jiǎn)單高效的鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方案；其基本原理是電磁鐵（帶鐵芯的電磁線圈）在通電后，電流激勵(lì)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)進(jìn)而作用于鋼結(jié)構(gòu)，造成鋼結(jié)構(gòu)局部磁化產(chǎn)生磁極，從而在電磁鐵和鋼結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生磁相互作用力，此作用力根據(jù)能量最低原理一定是一種引力，稱為電磁引力。在電磁鐵遠(yuǎn)離鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中可以自然實(shí)現(xiàn)材料退磁，可以防止對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剩余磁化，避免污染后期進(jìn)行電磁引力探測(cè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。線圈與鋼結(jié)構(gòu)之間的磁吸引力f可以表達(dá)為：

；（1）

公式（1）是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面附近磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行積分，其中，b為線圈與鋼結(jié)構(gòu)間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ0為空氣磁導(dǎo)率。當(dāng)電磁鐵和鋼結(jié)構(gòu)表面之間的距離增加后，由于電磁鐵線圈磁場(chǎng)激勵(lì)減弱，鋼結(jié)構(gòu)的磁化相應(yīng)也會(huì)減弱，從而使得鋼結(jié)構(gòu)表面各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度b也發(fā)生減弱。那么根據(jù)（1）式可以判斷，電磁鐵和鋼結(jié)構(gòu)表面之間的檢測(cè)距離越大則磁吸引力越弱。

基于上述的技術(shù)原理，本發(fā)明相應(yīng)提供了一種基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，能夠用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面的成像。如圖1所示，該基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)包括電磁檢測(cè)裝置10，能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置10調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)位置控制器20，以及用于執(zhí)行鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像的等磁成像處理裝置30。電磁檢測(cè)裝置10具有可滑動(dòng)安裝在滑軌上的電磁鐵11，且電磁鐵11在滑軌上的滑動(dòng)方向平行于磁吸檢測(cè)距離位置的調(diào)整方向，電磁鐵11的兩個(gè)磁極端沿磁吸檢測(cè)距離位置的調(diào)整方向布置，并以電磁鐵的一個(gè)磁極端作為磁吸檢測(cè)端，在正對(duì)電磁鐵的磁吸檢測(cè)端一側(cè)的位置處設(shè)置有一個(gè)支撐部12，且在電磁鐵11的磁吸檢測(cè)端面與支撐部之間設(shè)置有壓力傳感器13，由支撐部12作為電磁鐵11受到電磁引力擠壓壓力傳感器13時(shí)提供反力支撐的結(jié)構(gòu)，使得壓力傳感器13能夠感測(cè)電磁鐵11的磁吸檢測(cè)端面與支撐部12之間的擠壓力。這樣在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)磁吸檢測(cè)平面位置的調(diào)整方向與被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的表平面方向相平行（相應(yīng)地，磁吸檢測(cè)距離位置的調(diào)整方向則垂直于鋼結(jié)構(gòu)的表平面方向），可以通過(guò)電磁檢測(cè)裝置中電磁鐵的磁吸檢測(cè)端去磁吸鋼結(jié)構(gòu)表面，二者之間的電磁引力使得電磁鐵具有沿滑軌（垂直于鋼結(jié)構(gòu)表平面的方向）向鋼結(jié)構(gòu)方向滑動(dòng)的趨勢(shì)，且該趨勢(shì)被支撐部和壓力傳感器所提供的支撐力所阻擋，使得壓力傳感器受到電磁鐵的磁吸檢測(cè)端面和支撐部的擠壓；若調(diào)整電磁檢測(cè)裝置的磁吸檢測(cè)距離位置，使得電磁鐵的磁吸檢測(cè)端與鋼結(jié)構(gòu)表面之間的距離越遠(yuǎn)，則壓力傳感器感測(cè)到的壓力越小，反之，壓力傳感器感測(cè)到的壓力則越大；由此，便可以利用力傳感器感測(cè)到的壓力大小來(lái)表征電磁檢測(cè)裝置中電磁鐵與鋼結(jié)構(gòu)之間的電磁引力大小。等磁成像處理裝置30的電磁引力數(shù)據(jù)采集端與電磁檢測(cè)裝置10中壓力傳感器的感測(cè)壓力輸出端進(jìn)行電連接，等磁成像處理裝置30的成像平面位置控制信號(hào)輸出端和成像距離位置控制信號(hào)輸出端分別與檢測(cè)位置控制器20的磁吸檢測(cè)平面位置控制信號(hào)輸入端和磁吸檢測(cè)距離位置控制信號(hào)輸入端進(jìn)行電連接，使得等磁成像處理裝置能夠采集電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值，并能夠控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置。

在電磁檢測(cè)裝置的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，可以有很多種具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式，只要能夠具備上述的滑軌、電磁鐵、支撐部和壓力傳感器的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)即可。而作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，如圖2所示，可以設(shè)計(jì)電磁檢測(cè)裝置10包括一個(gè)整體呈筒狀的檢測(cè)裝置殼體14，電磁鐵11設(shè)置在檢測(cè)裝置殼體14的中空空間內(nèi)且通過(guò)滾珠15與檢測(cè)裝置殼體的筒狀側(cè)壁滑動(dòng)連接，使得電磁鐵11能夠在檢測(cè)裝置殼體14內(nèi)以其筒狀側(cè)壁作為滑軌沿其筒狀軸線方向滑動(dòng)，檢測(cè)裝置殼體14的頂部具有能夠限制電磁鐵滑出的限位結(jié)構(gòu)，該限位結(jié)構(gòu)可以是沿檢測(cè)裝置殼體的筒狀側(cè)壁頂部邊緣向筒狀軸線方向延伸凸起的限位凸沿，也可以是全封閉檢測(cè)裝置殼體頂部的頂面板，在起到限位作用的同時(shí)以起到更好的結(jié)構(gòu)保護(hù)作用；電磁鐵朝11向檢測(cè)裝置殼體14底面的一個(gè)磁極端作為磁吸檢測(cè)端，且檢測(cè)裝置殼體11的底面封閉形成正對(duì)電磁鐵11的磁吸檢測(cè)端一側(cè)的支撐部12，壓力傳感器13安裝在檢測(cè)裝置殼體14的底面上，使得壓力傳感器14能夠感測(cè)電磁鐵11的磁吸檢測(cè)端面與檢測(cè)裝置殼體14底面之間的擠壓力。具體實(shí)施時(shí)，檢測(cè)裝置殼體和滾珠最好采用非導(dǎo)磁材料，避免電磁鐵通電時(shí)對(duì)電磁引力造成干擾，也避免檢測(cè)裝置殼體和滾珠受到電磁引力干擾而對(duì)電磁鐵在電磁檢測(cè)裝置內(nèi)的滑動(dòng)產(chǎn)生阻力，影響對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的磁吸檢測(cè)和成像；而作為優(yōu)選，檢測(cè)裝置殼體和滾珠的材質(zhì)最好采用鋁或鋁合金，在防止電磁引力干擾的同時(shí)還使得檢測(cè)裝置殼體具備足夠的強(qiáng)度，從而能夠?qū)?nèi)部結(jié)構(gòu)形成良好保護(hù)。壓力傳感器也可以采用現(xiàn)有壓力檢測(cè)設(shè)備中常用的壓力傳感器器件，利用壓力傳感器感測(cè)的壓力來(lái)表征進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)電磁鐵與鋼結(jié)構(gòu)之間的電磁引力；而作為成本角度考慮，壓力傳感器可以優(yōu)選采用壓電陶瓷片，其成本較低且壓力感測(cè)精度較高。在電磁檢測(cè)裝置中，電磁鐵和壓力傳感器的供電可以設(shè)計(jì)采用獨(dú)立電源，也可以設(shè)計(jì)通過(guò)檢測(cè)位置控制器或者等磁成像處理裝置進(jìn)行供電；其中，電磁鐵的供電最好采用交流電，目的是為了防止在檢測(cè)過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生磁化而引發(fā)檢測(cè)成像失真。

在檢測(cè)位置控制器的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，也可以有很多種具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式。具體而言，如圖1所示，檢測(cè)位置控制器20可以設(shè)計(jì)包括能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置10在平面移動(dòng)以調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置的檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)21，能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置10垂直于磁吸檢測(cè)平面移動(dòng)以調(diào)整磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)22，能夠驅(qū)動(dòng)所述檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器23，以及控制檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器23驅(qū)動(dòng)檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)21和檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)22調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置的檢測(cè)位置控制模塊24，檢測(cè)位置控制模塊24的檢測(cè)位置信號(hào)輸出端與檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器23的檢測(cè)位置驅(qū)動(dòng)控制端電連接，檢測(cè)位置控制模塊24的磁吸檢測(cè)平面位置控制信號(hào)輸入端和磁吸檢測(cè)距離位置控制信號(hào)輸入端分別與等磁成像處理裝置30的成像平面位置控制信號(hào)輸出端和成像距離位置控制信號(hào)輸出端進(jìn)行電連接，用以作為檢測(cè)位置控制器20的磁吸檢測(cè)平面位置控制信號(hào)輸入端和磁吸檢測(cè)距離位置控制信號(hào)輸入端。其中，檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有的平面二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，而檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有的對(duì)平面二維移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降（或平移）操作的升降（或平移）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來(lái)得以實(shí)現(xiàn)；檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器則用于根據(jù)檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)中各自所采用的電機(jī)種類和型號(hào)而提供相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制；而檢測(cè)位置控制模塊用以根據(jù)等磁成像處理裝置發(fā)送的成像平面位置控制信號(hào)和成像距離位置控制信號(hào)，對(duì)檢測(cè)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)距離移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)位置加以控制，調(diào)整電磁檢測(cè)裝置的磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置。電磁檢測(cè)裝置可以通過(guò)連接件安裝在檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，使得檢測(cè)平面移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置在平面移動(dòng)。

由于鋼結(jié)構(gòu)表面發(fā)生銹蝕損傷的位置處會(huì)產(chǎn)生不具備導(dǎo)磁性的銹蝕氧化物，從而使得鋼結(jié)構(gòu)表面形成凹陷。等磁成像處理裝置的用途主要是基于電磁引力隨檢測(cè)距離的增加而減弱的原理，利用等磁力檢測(cè)的方式確定電磁檢測(cè)裝置與鋼結(jié)構(gòu)表面之間的位置，從而完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像繪制成像。因此，可以在等磁成像處理裝置中記錄一個(gè)預(yù)設(shè)電磁引力值，由此，等磁成像處理裝置便能夠在磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的過(guò)程中，同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值，且通過(guò)向檢測(cè)位置控制器輸出成像平面位置控制信號(hào)和成像距離位置控制信號(hào)，控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置，使得對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等，并記錄對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的成像平面位置以及電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等時(shí)的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。由此可見(jiàn)，等磁成像處理裝置利用電磁引力和等磁力檢測(cè)原理實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷的成像，是具有很好的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性的。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，對(duì)于來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，等磁成像處理裝置可以將其進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字壓力值直接作為電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值，也可以在此基礎(chǔ)上將得到的數(shù)字壓力值進(jìn)一步進(jìn)行壓力-磁引力的分析換算而得到電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值；具體的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理方式，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況的需要而確定。

由此，本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)則可以用于對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行成像操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，其成像方法如下：

a）在所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的等磁成像處理裝置中設(shè)定和記錄預(yù)設(shè)電磁引力值。

b）針對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表平面的所在位置，調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)與被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表平面的相對(duì)位置，使得電磁檢測(cè)裝置進(jìn)行磁吸檢測(cè)平面位置調(diào)整的方向與被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的表平面方向相平行。

c）啟動(dòng)所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，由電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，等磁成像處理裝置同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值，且由等磁成像處理裝置向檢測(cè)位置控制器輸出成像平面位置控制信號(hào)和成像距離位置控制信號(hào)，控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)的調(diào)整磁吸檢測(cè)平面位置和磁吸檢測(cè)距離位置，使得對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等，由等磁成像處理裝置記錄對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的成像平面位置以及電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等時(shí)的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。該步驟具體為：

c1）啟動(dòng)所述鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，由電磁檢測(cè)裝置對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，等磁成像處理裝置同步采集來(lái)自電磁檢測(cè)裝置中壓力傳感器的感測(cè)壓力值并轉(zhuǎn)換處理為相應(yīng)的電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值；

c2）在電磁檢測(cè)裝置針對(duì)一個(gè)磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)時(shí)，等磁成像處理裝置記錄該磁吸檢測(cè)平面位置對(duì)應(yīng)的成像平面位置，且若電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等則直接記錄當(dāng)前的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置用于進(jìn)行成像，若電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值不相等，則控制檢測(cè)位置控制器調(diào)整電磁檢測(cè)裝置的磁吸檢測(cè)距離位置使得電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等后，再記錄當(dāng)前的磁吸檢測(cè)距離位置對(duì)應(yīng)的成像距離位置用于進(jìn)行成像；

c3）重復(fù)執(zhí)行步驟c2），由等磁成像處理裝置控制檢測(cè)位置控制器帶動(dòng)電磁檢測(cè)裝置在各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)，得到對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面的各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)進(jìn)行磁吸檢測(cè)所記錄的成像平面位置和成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況。

圖3示出了電磁檢測(cè)裝置對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面不同位置處進(jìn)行磁吸檢測(cè)之后，由等磁成像處理裝置對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行圖像成像的效果示意圖，其根據(jù)電磁檢測(cè)裝置在各不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)對(duì)被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行磁吸檢測(cè)所記錄的成像平面位置和電磁引力檢測(cè)數(shù)據(jù)值與預(yù)設(shè)電磁引力值相等時(shí)的成像距離位置，繪制出被測(cè)鋼結(jié)構(gòu)表面對(duì)應(yīng)于不同磁吸檢測(cè)平面位置點(diǎn)處的等磁距離像，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，并通過(guò)圖像成像能夠有效的呈現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)中的銹蝕損傷部。當(dāng)然，圖3示出的是通過(guò)一條移動(dòng)線路的檢測(cè)對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面的二維成像效果，利用本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)，還能夠通過(guò)沿鋼筋混凝土的表平面進(jìn)行二維移動(dòng)掃描而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋混凝土內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行三維成像。此外，本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)還可以用于對(duì)橋梁拉吊索等其它鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕損傷情況進(jìn)行圖像成像處理。

由此可以看到，本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，利用電磁鐵與鋼結(jié)構(gòu)之間的電磁引力作為評(píng)判鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕損傷狀態(tài)的指標(biāo)因素，通過(guò)控制等磁引力而繪制等詞引力線/面而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的圖像成像，用以表征鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷情況，其成像方法不需要對(duì)電磁鐵輸入特定種類的信號(hào)激勵(lì)源（即不需要對(duì)信號(hào)激勵(lì)源的頻率、相位等參量進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)控），對(duì)信號(hào)源要求不高，且對(duì)壓力傳感器的感測(cè)壓力信號(hào)不需要進(jìn)行復(fù)雜的后期數(shù)據(jù)處理便能夠完成對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面的成像，數(shù)據(jù)處理和圖像呈現(xiàn)簡(jiǎn)單直觀、復(fù)雜度低、易于實(shí)現(xiàn)，且其檢測(cè)原理不存在對(duì)測(cè)試人員的輻射傷害。因此，本發(fā)明基于電磁引力探測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，其成像方法的數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度低、操作簡(jiǎn)單，能夠有效的繪制出鋼結(jié)構(gòu)銹蝕區(qū)域表面的形貌，能夠很好的用于對(duì)保護(hù)材料層下鋼結(jié)構(gòu)表面的銹蝕損傷進(jìn)行定量化的檢測(cè)和判定，有利于其在鋼結(jié)構(gòu)銹蝕損傷無(wú)創(chuàng)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。