WSJY-2型屋面渗漏检测仪的设计

摘要：为了对屋面防水工程进行现场检测，设计了一种屋面渗漏检测仪，检测仪采用发射电极和接收电极构成的等效电容C来检测屋面的相对含水量，检测结果由单片机系统自动记录与显示。实验证明，该检测仪能够满足设计要求。检测仪具有人机交互界面好，操作方便，渗漏位置定位准确等特点，主要用于建筑监理和房屋维修部门的使用。
关键词：数据采集；检测仪；单片机系统；等效电容

0 引言
    在新房验收时，需要对房子的各个指标进行检测，屋面是否漏水就是一项重要的检查内容。在国外已经具有测试屋面渗漏的仪器，我国目前也正在研制，也获得了一定的成果。在此设计的屋面检漏仪采用发射电极和接收电极构成的等效电容C来检测屋面的相对含水量，检测结果由单片机系统自动记录与显示，然后经PC机进行数据处理，准确判断屋面是否漏水及漏水的位置。渗漏检测仪是建筑监理和房屋维修部门的必备仪器。

1 主要设计要求
    最大有效检测深度15 cm；数据采集间距21 cm；单次数据采集对应的有效面积0．24 m2；每次开机最大检测面积约7 000 m2；自动记录系统的最大贮存数据个数：32 KB(包括行号和电压数据)，每个数据为2 B；自动记录系统显示最大值：999．9(3 999．6 mV)。

2 基本工作原理
    该检测仪的基本组成单元如图1所示。

    该检测仪的等效电路原理图如图2所示。

    激励源产生一个正弦电压信号Vi，Vi通过发射电极和接收电极构成的等效电容C耦合到接收放大器的等效输入电阻R上，R两端的电压VR即为放大器的输入信号，经过放大输出交流信号V01，再经过整流和阻抗匹配获得直流信号V02，经采样和A／D转换，V02被记录在单片机内；并可在屏上显示出V02的数值。

3 单片机基本组成系统
3．1 硬件组成
    根据设计要求，自动记录与显示的硬件组成如图3所示。AT89S52的单片机：自动记录与显示的控制中心；霍尔传感器：位置检测；传感器：采用电容传感器，对屋面的相对含水量进行检测。

3．2 程序设计
    本系统的监控程序采用MCS-51汇编语言编写，包括一个主程序，十几个子程序，2个中断服务程序。下面对程序的主要部分做一介绍。
    主程序 主要完成了系统初始化(包括RAM初始化；8279初始化；LCD初始化；设置中断及优先级等)，检测并保存零点值，和各子程序及中断服务程序配合完成相对湿度的检测与保存。其流程如图4所示。

    子程序 主要包括与PC机通信电子程序，A／D转换的结果处理保存到外部RAM的子程序，LCD显示子程序，删除行子程序，各种运算子程序等。
    外部中断0服务程序：完成A／D转换的结果处理。其流程如图5所示。

    外部中断1服务程序：完成键盘扫描功能的处理。其流程如图6所示。

4 结语
    设计采用一种屋面渗漏检测仪定位装置，它是在一个连接两活动转轮的转轴上固定有随转轴转动的发射片，与发射片相对应是固定采集片，采集片与霍尔传感器连为一体，在发射片上有与霍尔传感器对应的磁钢片。霍尔传感器连接有脉冲计数器，与脉冲计数器连接有单片机处理装置，与单片机处理装置连接有显示面板。在建筑工程屋面渗漏检测中，仪器按照设定路径人工均匀推动行进检测，根据检测仪所行进的位移，屋面渗漏位置能够量化准确定位。经现场测试检验，屋面渗漏检测仪的突出优点是：检测效率高，数据准备可靠，是建筑监理和房屋维修部门的必备仪器。将来如果能实现仪器无线发送采集数据、按照设定路径自动行进检测就更好了。