[發明專利]基于熱激勵試劑的混凝土微裂縫遙控檢查裝置和方法

在審

• 申請號: 202010102749.2
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111337537A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 湯雷;王玉磊;王承強;賈宇;張盛行;王海軍;官福海;高軍軍
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01N25/48
• 分類號: G01N25/48
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅;尹妍

本發明公開了基于熱激勵試劑的混凝土微裂縫遙控檢查裝置和方法，向帶有微裂縫的混凝土表面先后噴灑高于氣溫的NaAlO₂溶液及NaHCO₃溶液，這兩種溶液在混凝土表面發生復分解反應，并能長時間穩定地產熱，使得微裂縫與周邊混凝土能夠產生持久明顯的溫差，并通過紅外熱像儀將微裂縫與其周圍混凝土的溫差以熱像圖的形式展現出來。本發明的方法能在微裂縫處長時間穩定地反應放熱，使得微裂縫與周邊混凝土產生了顯著而持久的溫度差異，進而使得微裂縫在熱像圖上清晰且長久地呈現出來。

技術領域

本發明屬于混凝土微裂縫檢測技術領域，具體涉及基于熱激勵試劑的混凝土微裂縫遙控檢查裝置和方法。

背景技術

混凝土裂縫是混凝土結構最主要的病害，裂縫檢測的前提是發現裂縫，而發現裂縫目前最常用的還是人工巡查法，主要是通過人的視力來發現裂縫。但是對于人員難以到達的位置，比如高聳的橋塔、拱壩上游面等，裂縫檢查還十分困難，目前常用的還是傳統的搭設腳手架法、吊繩法，橋梁上用橋檢車法，這些方法均存在工作量大、時間長和費用高的缺點。也有采用高清攝像機搭載無人機檢查裂縫的方法，但利用這種方法來發現張口寬度較小的裂縫比較困難。CN109781740A公開了一種無人機搭載紅外熱像儀及噴水泵(包含儲水桶及噴嘴)的微裂縫遙控檢查裝置和方法，該方法是通過機載噴水泵向待檢查混凝土表面噴灑熱水，利用微裂縫強烈的毛細吸水效應，實現針對微裂縫的選擇性熱激勵，再通過機載紅外熱像儀拍攝混凝土表面的熱像圖來發現微裂縫，取得了較好的效果。但是該方法存在一個明顯的不足，就是激勵形成的微裂縫與其周邊混凝土的溫差較小、持續時間較短，用機載紅外熱像儀捕捉起來比較困難。

發明內容

針對上述利用機載紅外熱像儀遙測混凝土微裂縫技術中存在的熱激勵溫差較小及持續時間短的缺點，本發明設計適用于混凝土微裂縫檢查的選擇性熱激勵試劑，提供了一種基于熱激勵試劑的混凝土微裂縫遙控檢查裝置和方法。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于熱激勵試劑的混凝土微裂縫遙控檢查方法，步驟如下：

(1)將噴水泵A和噴水泵B搭載于安裝有紅外熱像儀的無人機平臺上；所述噴水泵A盛放NaAlO₂溶液，噴水泵B盛放NaHCO₃溶液；

(2)控制無人機沿檢查路線飛行，噴水泵A噴嘴向待檢查混凝土表面噴灑NaAlO₂溶液，達到設定噴灑時間或無人機到達檢查路線終點后，停止噴液；無人機返回至初始噴灑位置；

(3)經過T₁時間后，無人機攜帶噴水泵B沿噴灑NaAlO₂溶液的路線噴灑NaHCO₃溶液，達到設定噴灑時間或無人機到達檢查路線終點后，停止噴液；無人機返回檢查路線起點；

(4)經過T₂時間后，調整紅外熱像儀與待檢查混凝土表面的距離，控制無人機沿著步驟(3)的路線飛行拍攝待檢混凝土表面的熱像圖。

作為本發明的進一步改進，所述NaAlO₂溶液質量分數為5％—25％，優選8％—10％；所述NaHCO₃溶液質量分數為3％—8％，優選6％—8％。當使用的NaHCO₃溶液與NaAlO₂溶液濃度過低時，二者在裂紋空腔內發生輕微反應，此時裂紋空腔內產生的熱量與混凝土表面產生的熱量相差不大，而且裂紋處熱量會快速發生橫向熱擴散，熱激勵效果不明顯；當使用的NaHCO₃溶液與NaAlO₂溶液濃度過高時，二者會在混凝土表面反應產熱較多，弱化了裂紋與周邊混凝土的溫差，熱激勵效果仍舊不明顯；NaHCO₃溶液與NaAlO₂溶液在合適的濃度范圍內反應，裂紋空腔內會放出較多熱量，并且能長時間與混凝土表面產生較大的溫差，熱激勵效果明顯。