[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011553969.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112748156A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全威;王華;柯犇;李順龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，它屬于結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法的整體性和靈活性不強(qiáng)，監(jiān)測(cè)結(jié)果的人為主觀性強(qiáng)的問題。本發(fā)明通過在工程結(jié)構(gòu)表面涂覆能夠?qū)щ姷谋O(jiān)測(cè)涂層后，信息采集模塊在監(jiān)測(cè)涂層上施加電壓通過分壓原理計(jì)算獲取電阻數(shù)據(jù)，利用解析存儲(chǔ)模塊處理分析電阻數(shù)據(jù)，根據(jù)電阻數(shù)據(jù)的變化監(jiān)測(cè)及定位涂層下工程結(jié)構(gòu)表面是否出現(xiàn)裂縫。本發(fā)明方法能夠?qū)Ψ钦Ｐ螤畋砻婊螂[蔽位置表面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能根據(jù)需要改變監(jiān)測(cè)區(qū)域的大小，能夠?qū)Ρ碛^裂縫定位，提高監(jiān)測(cè)方法的整體性和靈活性，同時(shí)避免了人為主觀因素的影響。本發(fā)明能有效地解決結(jié)構(gòu)表面裂縫監(jiān)測(cè)問題。本發(fā)明可以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)模越來越大。混凝土、鋼材等高強(qiáng)度、高性能的建筑材料已經(jīng)應(yīng)用于各種各樣的工程建設(shè)中。但由于種種原因，混凝土和鋼材結(jié)構(gòu)表面會(huì)產(chǎn)生表觀裂縫，并影響其耐用性和美觀。大量實(shí)驗(yàn)證明，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的，而鋼制結(jié)構(gòu)也會(huì)在焊縫或者應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂縫。若裂縫產(chǎn)生后不及時(shí)維護(hù)處理，就會(huì)影響到建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性甚至發(fā)生安全事故。所以針對(duì)各種工程結(jié)構(gòu)的表觀裂縫監(jiān)測(cè)是十分必要的。現(xiàn)階段主要有以下監(jiān)測(cè)表觀裂縫的方法：

(1)人工監(jiān)測(cè)：利用人工去觀測(cè)工程結(jié)構(gòu)的表觀裂縫，此種方法能夠定點(diǎn)觀測(cè)工程結(jié)構(gòu)中的脆弱部位，但是有耗時(shí)，費(fèi)力，測(cè)量結(jié)果主觀性強(qiáng)等問題。

(2)圖像識(shí)別：利用攝像頭對(duì)工程結(jié)構(gòu)的表面拍攝數(shù)字圖像，利用基于數(shù)字圖像處理的裂縫識(shí)別算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，達(dá)到監(jiān)測(cè)表面裂縫的目的。這種方法能夠比較準(zhǔn)確地、實(shí)時(shí)地識(shí)別表觀裂縫。但是攝像頭不容易拍攝工程結(jié)構(gòu)中較為隱蔽的位置，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)的整體性不強(qiáng)。

(3)機(jī)敏網(wǎng)監(jiān)測(cè)：將特制的金屬絲線制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)貼附在工程結(jié)構(gòu)的表面，通過對(duì)金屬絲線施加電流來判斷結(jié)構(gòu)的表面是否產(chǎn)生了裂縫。該方法能夠?qū)崟r(shí)有效地觀測(cè)工程結(jié)構(gòu)的表面裂縫并且能定位裂縫的位置。但是機(jī)敏網(wǎng)通常都是預(yù)制的尺寸，不能夠隨著觀測(cè)區(qū)域的面積大小隨意改變尺寸，監(jiān)測(cè)的靈活性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法的整體性和靈活性不強(qiáng)，監(jiān)測(cè)結(jié)果的人為主觀性強(qiáng)的問題，而提出了一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

基于本發(fā)明的一個(gè)方面，一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)涂層、信息采集模塊和解析存儲(chǔ)模塊，其中：

所述監(jiān)測(cè)涂層用于涂覆在結(jié)構(gòu)表面上；

所述信息采集模塊包括電阻采集子模塊、溫度采集子模塊、微處理器、離線存儲(chǔ)子模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸子模塊；

所述電阻采集子模塊用于獲取監(jiān)測(cè)涂層的電阻值；所述溫度采集子模塊用于獲取結(jié)構(gòu)表面的溫度值；

所述微處理器用于控制電阻采集子模塊和溫度采集子模塊工作，并將電阻采集子模塊和溫度采集子模塊獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至離線存儲(chǔ)子模塊和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸子模塊；

所述離線存儲(chǔ)子模塊用于按照數(shù)據(jù)的接收時(shí)間順序存儲(chǔ)電阻采集子模塊和溫度采集子模塊獲得的數(shù)據(jù)；

所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸子模塊用于將電阻采集子模塊與溫度采集子模塊獲取的數(shù)據(jù)周期性上傳至解析存儲(chǔ)模塊；

所述解析存儲(chǔ)模塊用于處理分析電阻采集子模塊和溫度采集子模塊獲取的數(shù)據(jù)，獲得結(jié)構(gòu)表觀裂縫信息。

基于本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種結(jié)構(gòu)表觀裂縫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，所述方法具體通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

向結(jié)構(gòu)表面上涂覆監(jiān)測(cè)涂層，微處理器控制電阻采集子模塊每間隔t₀時(shí)間檢測(cè)一次監(jiān)測(cè)涂層的電阻值；且在檢測(cè)電阻值的同時(shí)，微處理器控制溫度采集子模塊采集結(jié)構(gòu)表面的溫度；