[發(fā)明專利]一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)空洞的快速檢測成像方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011229675.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112903829A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 種玉配;劉書奎;邵陽;劉永勝;東兆星;尹龍;熊炎林;嚴鵬南;劉小輝;曹貴才
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道勘察設(shè)計研究院有限公司;中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N29/48
• 分類號: G01N29/48
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉春

1.一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)空洞的快速檢測成像方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

S1、在待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)的表面進行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格交點即為敲擊位置點；

S2、采用鋼球依次敲擊每一個網(wǎng)格交點；

S3、每次敲擊結(jié)束，采用空氣耦合傳感器接收對應(yīng)網(wǎng)格交點處的沖擊回波；

S4、提取每個網(wǎng)格交點沖擊回波的信號主頻的幅值max|X₁|；對各網(wǎng)格交點的沖擊回波數(shù)據(jù)濾波，提取各網(wǎng)格交點濾波后信號主頻的幅值max|X₂|；計算各網(wǎng)格交點的損傷指標Pb，并存放至同一個矩陣C內(nèi)；

所述損傷指標Pb＝(max|X₂|)²/(max|X₁|)²，所述帶通濾波器的通帶為0.9f～1.1f，f為待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)的板厚頻率，f＝βC_P/2H，H為待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)的厚度，β為構(gòu)件的形狀系數(shù)，C_P為待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)的P波波速；

S5、根據(jù)所述網(wǎng)格交點的水平方向坐標x構(gòu)建數(shù)組X，根據(jù)所述網(wǎng)格交點的豎直方向坐標y構(gòu)建數(shù)組Y；

S6、繪制(X，Y，C)構(gòu)成的云圖，以網(wǎng)格橫縱編號為云圖橫縱坐標，云圖顏色代表Pb值的大小，通過所述云圖進行缺陷位置及深度的成像判定；

所述檢測成像方法使用的裝置包括：

檢測車(4)；

鋼球擊發(fā)裝置(2)，其一端安裝有所述鋼球(1)，用于帶動鋼球(1)敲擊待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)(3)的表面；

鋼球擊發(fā)裝置支撐機械臂(5)，其一端安裝在所述檢測車(4)上，其另一端與所述鋼球擊發(fā)裝置(2)連接，用于移動所述鋼球擊發(fā)裝置(2)至各個網(wǎng)格交點；

空氣耦合傳感器(6)，用于接收各個網(wǎng)格交點處的沖擊回波；

空氣耦合傳感器機械臂(9)，其一端與所述空氣耦合傳感器(6)連接，其另一端連接至所述檢測車(4)上，用于支撐和移動所述空氣耦合傳感器(6)；

放大器(7)，設(shè)置在所述檢測車(4)上，與所述空氣耦合傳感器(6)輸出端連接，用于接收所述沖擊回波并將信號放大；

數(shù)據(jù)采集卡(8)，設(shè)置在所述檢測車(4)上，與所述放大器(7)的輸出端連接，用于接收放大后的沖擊回波信號，并對數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后將其傳輸?shù)诫娔X；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(10)，與所述數(shù)據(jù)采集卡(8)數(shù)據(jù)連接，用于接收和處理沖擊回波信號數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)傳輸線纜(11)，用于將所述空氣耦合傳感器(6)、放大器(7)、數(shù)據(jù)采集卡(8)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(10)數(shù)據(jù)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)空洞的快速檢測成像方法，其特征在于，所述S1中，所述待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面上網(wǎng)格的水平間距、豎直間距均不小于待測隧道襯砌結(jié)構(gòu)寬度的1/10。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)空洞的快速檢測成像方法，其特征在于，在距離每個敲擊位置水平距離3cm、垂直距離3cm的立體范圍內(nèi)。