[發(fā)明專利]一種鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810258818.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN108444936B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建廷;張順;鄭丹;張帥帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3563
• 分類號(hào): G01N21/3563;G01J5/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發(fā)明公開了一種鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于加熱鋼管混土的渦流加熱裝置，所述渦流加熱裝置通入交流電后，能夠使鋼管混凝土的鋼管表面產(chǎn)生渦流而使鋼管混凝土被加熱；還包括用于采集紅外錄像的紅外熱像儀以及配置有脫空識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，所述脫空識(shí)別軟件能夠從紅外錄像中提取紅外圖像，并根據(jù)紅外圖像計(jì)算出隨時(shí)間變化的溫度曲線，從而根據(jù)溫度曲線識(shí)別出鋼管混凝土是否存在脫空。本發(fā)明還公開了一種脫空檢測(cè)方法，采用本發(fā)明的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，能夠根據(jù)紅外圖像對(duì)脫空區(qū)域進(jìn)行定性識(shí)別，還能定量檢測(cè)脫空厚度，完全從鋼管混凝土外部進(jìn)行檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便，精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁建筑領(lǐng)域以及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是利用紅外圖像來(lái)檢測(cè)鋼管混凝土脫空情況的方法。

背景技術(shù)

鋼管混凝土就是把混凝土混入鋼管中并搗實(shí)，從而結(jié)合了鋼管抗彎能力與混凝土抗壓強(qiáng)度，具有承載能力強(qiáng)、跨度大等優(yōu)點(diǎn)。目前鋼管混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛的應(yīng)用到拱橋建設(shè)中，然而，由于施工、溫度、徐變等原因，鋼管混凝土也逐漸呈現(xiàn)出一些病害，其中，脫空會(huì)嚴(yán)重影響到拱橋的承載力，如何定性、定量檢測(cè)鋼管混凝土的脫空程度、評(píng)判鋼管混凝土的質(zhì)量，仍是橋梁界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在鋼管混凝土脫空檢測(cè)領(lǐng)域做了大量的研究工作。按照對(duì)構(gòu)件的損傷程度，鋼管混凝土脫空檢測(cè)方法分為有損檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)兩大類。有損檢測(cè)主要有鉆孔取芯法，無(wú)損檢測(cè)主要有人工敲擊法、光纖傳感法及超聲波法等，其中，光纖傳感法操作較為復(fù)雜，需要在鋼管內(nèi)壁預(yù)先布置光纖，以實(shí)現(xiàn)力學(xué)量到光學(xué)量的轉(zhuǎn)換，對(duì)光纖布置的位置要求十分嚴(yán)格，并且光纖作為耗材也無(wú)法重復(fù)利用；超聲波法則往往只能通過(guò)超聲波的聲學(xué)參數(shù)來(lái)判斷其是否存在缺陷，由于超聲波在鋼管中會(huì)存在繞設(shè)，對(duì)脫空厚度的定量計(jì)算存在極大干擾，誤差極大。目前，對(duì)鋼管混凝土脫空檢測(cè)還處于初級(jí)階段，各種檢測(cè)雖能對(duì)脫空進(jìn)行定性，但并不能達(dá)到定量檢測(cè)效果，且在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行應(yīng)用，準(zhǔn)確性和適用性都不能讓人滿意，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)︿摴芑炷撩摽諏?shí)現(xiàn)重復(fù)性無(wú)損檢測(cè)，無(wú)需耗材，使用十分方便，操作難度低；能夠用于實(shí)現(xiàn)對(duì)脫空厚度的定量檢測(cè)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于加熱鋼管混土的渦流加熱裝置，所述渦流加熱裝置通入交流電后，能夠使鋼管混凝土的鋼管表面產(chǎn)生渦流而使鋼管混凝土被加熱；還包括用于采集紅外錄像的紅外熱像儀以及配置有脫空識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)，所述脫空識(shí)別軟件能夠從紅外錄像中提取紅外圖像，并根據(jù)紅外圖像計(jì)算出隨時(shí)間變化的溫度曲線，從而根據(jù)溫度曲線識(shí)別出鋼管混凝土是否存在脫空。

優(yōu)選的，所述渦流加熱裝置包括供電電路、開關(guān)電路、加熱線圈以及殼體；所述供電電路用于接入高頻交流電源，并通過(guò)開關(guān)電路輸出給加熱線圈；所述供電電路與開關(guān)電路設(shè)置在殼體內(nèi)，所述加熱線圈設(shè)置在殼體外。

優(yōu)選的，還包括用于冷卻渦流加熱裝置的冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在殼體內(nèi)的冷卻水循環(huán)管、水槽以及設(shè)置在水槽內(nèi)的水泵；所述冷卻水循環(huán)管的進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水管與水泵的出水口連通，冷卻水循環(huán)管的出水口通過(guò)排水管與水槽連通。

本發(fā)明還提供一種鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)方法，采用權(quán)利要求1所述的鋼管混凝土脫空的無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1：在鋼管混凝土外表面選定若干待檢測(cè)區(qū)域；

步驟2：利用渦流加熱裝置以及紅外熱像儀依次對(duì)各個(gè)待檢測(cè)區(qū)域的紅外錄像進(jìn)行采集；在對(duì)各待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行采樣的過(guò)程中，渦流加熱裝置以相同的加熱功率、相同的設(shè)定加熱時(shí)間對(duì)各待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行加熱；各待檢測(cè)區(qū)域的設(shè)定冷卻時(shí)間相同；每個(gè)待檢測(cè)區(qū)域均按如下方式進(jìn)行采集：

首先，將鋼管混凝土的待檢測(cè)區(qū)域置于紅外熱像儀的照射區(qū)域內(nèi)；