[發明專利]一種基于渦流加熱偏轉光譜的鋼結構缺陷檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201710841613.1
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107607614A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 廖棱;張洪;周建庭;何沁;趙瑞強;張平;鄭丹;張澤宇;楊文琦;徐應祿
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學;貴州高速公路集團有限公司
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N21/39;G01N21/41;G01N21/88
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 黃河

技術領域

本發明涉及安全監測技術領域，具體地說，涉及一種基于渦流加熱偏轉光譜的鋼結構缺陷檢測裝置及方法。

背景技術

鋼結構主要包括鋼筋、型鋼、拉索、鋼橋面板、鋼筋混凝土結構、鋼管混凝土結構等，是土木工程常見的建筑材料和工程項目。因為其質量輕、剛度大、產量高，在土木工程領域得到了廣泛地應用。

但由于焊接不合格、施工工藝差、原材料缺陷、銹蝕腐蝕嚴重等原因，造成鋼結構在原材料階段、建設期或運營期間存在缺陷，截面不完整，無法保證結構的承載能力和安全可靠，造成不必要的人員傷亡和經濟損失。然而，由于鋼結構的表面通常都有一層保護層，使肉眼無法直接觀察到鋼結構表面的缺陷。

由此，為了對鋼筋混凝土結構實施更好地管理和維護，從新的技術角度提出內部鋼結構損傷的檢測方案是十分有必要的。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于渦流加熱偏轉光譜的鋼結構缺陷檢測裝置，該裝置利用鋼結構有缺陷及無缺陷處受渦流加熱時溫度變化不同的現象，可在不損傷鋼結構本身及鋼結構的保護層的情況下，對保護層內的鋼結構的表面進行缺陷檢測。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種基于渦流加熱偏轉光譜的鋼結構缺陷檢測裝置，包括感應加熱電源、線圈、激光發射器、激光接收屏、光位置傳感器及分析裝置，其中：

所述感應加熱電源與所述線圈連接；

所述線圈設置在距離鋼結構的保護層表面預設距離處；

所述激光發射器及所述激光接收屏分別設置在所述線圈及所述保護層表面之間區域的兩側，所述激光發射器朝向所述激光接收屏；

所述激光接收屏上鋪設有所述光位置傳感器；

所述激光接收屏與所述分析裝置連接。

優選地，所述分析裝置包括放大器、模數轉換器及處理器，其中：

所述放大器的輸入端與所述激光接收屏的輸出端連接；

所述模數轉換器的輸入端與所述放大器的輸出端連接；

所述處理器的輸入端與所述模數轉換器的輸出端連接。

優選地，還包括冷卻系統，其中：

所述冷卻系統用于為所述感應加熱電源及所述線圈降溫。

優選地，還包括第一驅動裝置、第二驅動裝置及第三驅動裝置，其中：

所述線圈安裝在上述驅動裝置上，所述驅動裝置用于控制所述線圈沿所述保護層表面移動，移動過程中所述線圈與所述保護層表面的距離保持預設距離；

所述激光發射器安裝在所述第二驅動裝置上，所述激光發射器與線圈相對固定設置；

所述激光接收屏安裝在所述第三驅動裝置上，所述激光接收屏與所述激光發射器相對固定設置。

一種基于渦流加熱偏轉光譜的鋼結構缺陷檢測方法，采用如權利要求1所述的鋼結構缺陷檢測裝置實施檢測，包括以下步驟：

開啟所述感應加熱電源，通過所述線圈加熱所述線圈所在位置對應的鋼結構，加熱時長為預設時長；

開啟所述激光發射器，發出激光穿過所述線圈與所述鋼結構之間區域照射在所述激光接收屏上；

所述光位置傳感器采集所述激光在所述激光接收屏上的位置信號；

所述分析裝置基于所述位置信號判斷所述線圈所在位置對應的所述鋼結構的表面是否存在缺陷。

優選地，所述分析裝置包括放大器、模數轉換器及處理器，所述分析裝置基于所述位置信息判斷所述線圈所在位置對應的所述鋼結構的表面是否存在缺陷包括：

所述放大器放大所述位置信號；

所述模數轉換器將所述位置信號轉換為位置電信號；

所述處理器基于所述位置電信號判斷所述線圈所在位置對應的所述鋼結構的表面是否存在缺陷。

優選地，采用的所述鋼結構缺陷檢測裝置還包括第一驅動裝置、第二驅動裝置及第三驅動裝置，所述線圈安裝在上述驅動裝置上，所述驅動裝置用于控制所述線圈沿所述保護層表面移動，移動過程中所述線圈與所述保護層表面的距離保持預設距離，所述激光發射器安裝在所述第二驅動裝置上，所述第二驅動裝置與所述第一驅動裝置相對固定設置，所述激光接收屏安裝在所述第三驅動裝置上，所述第三驅動裝置與所述第一驅動裝置相對固定設置；在實施檢測的過程中，開啟所述第一驅動裝置、所述第二驅動裝置及所述第三驅動裝置，控制所述線圈、所述激光發射器及所述激光接收屏沿所述保護層表面移動。

優選地，所述鋼結構缺陷檢測方法的原理為：