【摘 要】
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钢筋混凝土是建筑物中重要的承重部件,其结构耐久性直接关系着建筑物的安全使用,钢筋混凝土腐蚀会造成其整体结构承受荷载能力退化,甚至会造成建筑物损坏、经济损失和安全事
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钢筋混凝土是建筑物中重要的承重部件,其结构耐久性直接关系着建筑物的安全使用,钢筋混凝土腐蚀会造成其整体结构承受荷载能力退化,甚至会造成建筑物损坏、经济损失和安全事故等,因此本文研究检测钢筋混凝土结构的腐蚀具有重要的理论意义和工程实用价值。针对目前腐蚀检测技术存在的无法进行参数统一、只能获取局部腐蚀信息、测量结果精度和准确度有待提高等问题,本文提出了改进的交流阻抗法钢筋混凝土腐蚀检测方法,与其他检测方法相比,交流阻抗法能够得到更多动力学信息以及电极界面结构信息,可以从钢筋混凝土的细观结构来分析其性能变化。交流阻抗法测量钢筋混凝土腐蚀以幅值为10mv的交流正弦信号作为激励信号,经过钢筋混凝土结构之后的检测信号为微安级别的微弱信号,微弱信号容易受到噪音的干扰而导致测量得到的数据误差较大,无法准确的反映钢筋混凝结构的腐蚀状态。针对交流阻抗法在测量钢筋混凝土腐蚀过程中存在微弱信号检测误差较大的问题,本文提出了一种变步长LMS自适应滤波算法,改进了误差和步长因子之间的对应关系,在误差较大时采用较大的步长因子来提高收敛速度,在误差因子较小时采用较小的步长因子以减小稳态误差,改进的算法对整个系统具有比较好的跟踪能力,提高了交流阻抗法中微弱检测信号的信噪比。本文在此基础上,设计了基于交流阻抗法的钢筋混凝土腐蚀检测系统,该系统包括从低频到高频的可变频微弱激励信号发生电路、微弱电流转化为可测量电压的检测电路和电流—电压转换电路在内的硬件电路系统,实现了对LMS自适应滤波的变步长处理,通过DFT算法处理得到钢筋混凝土阻抗实部、虚部信息,可得到钢筋混凝土的交流阻抗谱信息。通过实验对本文提出的变步长LMS自适应滤波算法应用于交流阻抗法测量钢筋混凝土腐蚀进行了验证,微弱检测信号的信噪比明显提高,由测量数据得到阻抗谱,从阻抗谱中可以得到钢筋混凝土体系处于何种腐蚀状态以及整个体系的电学参数,能够在工程实践中得到较好的应用。
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