[發(fā)明專利]基于聲發(fā)射層析成像定量分析混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611031770.8
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106525976B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江煜;許飛云;楊忠;于繼明
• 申請（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N35/00;G08C17/02
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 黃智明

本發(fā)明公開了基于聲發(fā)射層析成像定量分析混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的方法，其利用多通道聲發(fā)射采集系統(tǒng)和可移動檢測盤、8?16個多功能前置放大器、8?16個低頻傳感器、PLC控制器組成的檢測系統(tǒng)進(jìn)行混泥土結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測；PLC控制器與可移動檢測盤無線傳輸對接數(shù)據(jù)，PLC控制器內(nèi)有以聲發(fā)射事件作為點(diǎn)源的Matlab軟件平臺，其按照設(shè)定的ART代數(shù)迭代重建算法獲得聲波波速變化重建物體結(jié)構(gòu)缺陷的慢度圖，確定混泥土結(jié)構(gòu)的損傷位置，最后在Matlab軟件平臺內(nèi)標(biāo)記檢測到的損傷位置坐標(biāo)，并制成混泥土結(jié)構(gòu)的損傷區(qū)域分布圖。本發(fā)明的檢測方法，達(dá)到了定量分析單個區(qū)域的混凝土結(jié)構(gòu)受力狀況，或者整體分析混凝土結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲發(fā)射層析成像技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于聲發(fā)射層析成像定量分析混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的方法。

背景技術(shù)

層析成像(Computed Tomography，簡稱CT)技術(shù)(也稱為計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù))是指通過物體外部檢測到的數(shù)據(jù)重建物體內(nèi)部(橫截面)信息的技術(shù)，它是把不可分割的對象假想地切成一系列薄片，分別給出每一片上的物體圖像，然后把這一系列圖像疊加起來，就得到物體內(nèi)部的整體圖像。它是一種由數(shù)據(jù)到圖像的重建技術(shù)，主要通過圖像反映被測材料或制件內(nèi)部質(zhì)量，對缺陷進(jìn)行定性、定量分析，從而提高檢測的可靠性。

目前醫(yī)學(xué)上廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)層析成像(CT)就是在無損狀態(tài)下獲得被檢截面的二維圖像，直觀地展現(xiàn)被檢物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征。然而CT算法需要完備的數(shù)據(jù)集，投影數(shù)據(jù)需要在0°～360°范圍內(nèi)等間隔數(shù)據(jù)采集，在工程應(yīng)用中受到限制，尤其在聲發(fā)射領(lǐng)域，工業(yè)CT投影角度有限，投影數(shù)據(jù)量少，圖像重建很難獲得完備的數(shù)據(jù)集針對這種情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于聲發(fā)射層析成像定量分析混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的方法，其目的在于提高聲發(fā)射技術(shù)在混凝土檢測系統(tǒng)中的能夠及時(shí)并且較多地獲取混凝土結(jié)構(gòu)的各個方位的慢度圖，進(jìn)而達(dá)到更加精確地檢測混凝土結(jié)構(gòu)中的各個瑕疵結(jié)構(gòu)，以便達(dá)到及時(shí)修補(bǔ)和定量分析單個區(qū)域的混凝土結(jié)構(gòu)受力狀況，或者整體分析混凝土結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于聲發(fā)射層析成像定量分析混凝土結(jié)構(gòu)損傷部位的方法，其利用多通道聲發(fā)射采集系統(tǒng)和可移動檢測盤、8-16個多功能前置放大器、8-16個低頻傳感器、PLC控制器組成的檢測系統(tǒng)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測；

首先，該檢測系統(tǒng)的8-16個多功能前置放大器、8-16個低頻傳感器均固緊排列在可移動檢測盤，同時(shí)所述可移動檢測盤上還設(shè)有無線通訊發(fā)射模塊，PLC控制器上設(shè)有無線通訊接收模塊，所述PLC控制器通過無線通訊接收模塊接收可移動檢測盤檢測到并且使用無線通訊發(fā)射模塊發(fā)射出來的數(shù)據(jù)；

其次，該檢測系統(tǒng)的PLC控制器，其內(nèi)還安裝有Matlab軟件平臺，無線通訊接收模塊將接收到的數(shù)據(jù)上傳至Matlab軟件平臺，在Matlab軟件平臺上設(shè)定混凝土中的損傷位置為(x,y)，其損傷位置的聲波為函數(shù)f(x,y)，Matlab軟件平臺以聲發(fā)射事件作為點(diǎn)源，結(jié)合源定位算法和層析成像算法，按照設(shè)定的ART代數(shù)迭代重建算法獲得聲波波速變化重建物體結(jié)構(gòu)缺陷的慢度圖，最終確定混凝土結(jié)構(gòu)的損傷位置f(x,y)；隨后移動可移動檢測盤進(jìn)行下一個區(qū)域的檢測；

最后，在Matlab軟件平臺內(nèi)標(biāo)記檢測到的損傷位置坐標(biāo)，并制成混凝土結(jié)構(gòu)的損傷區(qū)域分布圖。

進(jìn)一步地，可移動檢測盤，其中一面上裝有環(huán)形整列在混凝土結(jié)構(gòu)上的8-16個多功能前置放大器和8-16個低頻傳感器，另一面上設(shè)有固緊裝置；

固緊裝置，壓緊在混凝土結(jié)構(gòu)上，并且每一個多功能前置放大器對應(yīng)一個低頻傳感器，并且可移動檢測盤上設(shè)有至少兩排同心環(huán)狀陣列的環(huán)形凹槽，每一個環(huán)形凹槽內(nèi)放置若干低頻傳感器；若干排同心環(huán)狀陣列的環(huán)形凹槽之間還設(shè)有一聯(lián)通凹槽；