一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统及其应用，涉及无损检测技术领域，包括设置在被检测装配式墙体两侧的用于发射快中子的中子发射机总成和用于接收热中子的中子接收机总成，所述中子发射机总成和中子接收机总成分别固定安装在可带动其在与被检测装配式墙体所在竖直面平行的竖直面上进而二维平面运动的第一驱动装置和第二驱动装置上，所述中子发射机总成与第一驱动装置连接，所述中子接收机总成与第二驱动装置连接，且第一驱动装置和第二驱动装置分别与主控制装置连接，同时本发明专利技术还提供一种利用上述技术的检测方法；本发明专利技术可有效检测建筑墙体内的连接质量，可信度高。可信度高。可信度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统及其应用


[0001]本专利技术涉及无损检测领域，具体为一种用于检测装配式建筑墙体的中子透射成像系统。

技术介绍

[0002]装配式混凝土墙体结构及其墙体之间的连接质量，如套筒连接和浆锚连接，其灌浆饱和度直接影响结构的安全性。目前，装配式混凝土结构连接节点的质量缺乏有效的检测手段。近年来，装配式混凝土结构套筒连接节点灌浆饱满度的检测方法越来越受到重视，各种方法和专利五花八门，层出不穷，但仍未能一种可靠、有效的检测方法。墙体结构本身内部也存在诸如缺筋、空洞、混凝土标号不达标等问题。
[0003]目前文献可查的主流的检测方法有：超声波探伤法、电磁波法(雷达法)、冲击回波法和X射线法。超声波探伤法在检测混凝土内部结构时，检测成果极大的受到换能器耦合的影响，且超声波在混凝土内部结构中的绕射和散射导致其结果的多解性很大。电磁波法(雷达法)在检测混凝土内套筒灌浆饱和度时，受到套筒金属材质的屏蔽，无法测到内部情况。冲击回波法机理是使用脉冲机械波对检测点进行冲击，测其回波。与超声波法似类，冲击回波法的回波存大极大的多解性，并不能可靠得出套筒灌浆质量的结论。X射线法是近年来应用于建筑工程检测的一种新方法，其特点是通过透射被检体来进行成像。但X射线法存在穿透金属物体深度有限的问题，对金属管内部的细节差别成像效果一般，且无法分别出具体的元素组份。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统及其应用，以解决现有技术中检测装配式建筑连接质量的设备存在不足的技术问题。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，包括设置在被检测装配式墙体两侧的用于发射快中子的中子发射机总成和用于接收热中子的中子接收机总成，所述中子发射机总成和中子接收机总成分别固定安装在可带动其在与被检测装配式墙体所在竖直面平行的竖直面上进而二维平面运动的第一驱动装置和第二驱动装置上，所述中子发射机总成与第一驱动装置连接，所述中子接收机总成与第二驱动装置连接，且第一驱动装置和第二驱动装置分别与主控制装置连接。
[0007]进一步，所述第一驱动装置具体由第一导轨、水平滑动安装在第一导轨上的第一支撑架、用于驱动第一支撑架在第一导轨上水平往复运动的第一水平驱动总成、用于驱动竖直滑动安装在第一支撑架上的中子发射机总成进行竖直往复运动的第一竖直驱动总成和安装在第一支撑架内与中子发射机总成、第一水平驱动总成和第一竖直驱动总成分别连接的发射主机构成，所述发射主机与主控制装置连接。
[0008]进一步，所述第二驱动装置具体由第二导轨、水平滑动安装在第二导轨上的第二支撑架、用于驱动第二支撑架在第二导轨上水平往复运动的第二水平驱动总成、用于驱动竖直滑动安装在第二支撑架上的中子接收机总成进行竖直往复运动的第二竖直驱动总成和安装在第二支撑架内与中子接收机总成、第二水平驱动总成和第二竖直驱动总成分别连接的接收主机构成，所述接收主机与主控制装置连接。
[0009]进一步，所述发射主机包括第一锂电池电源、第一主板、第一电机驱动模块和第一无线收发模块，所述中子发射机总成、第一电机驱动模块、第一无线收发模块和第一锂电池电源分别与第一主板连接，所述第一主板通过第一无线收发模块与主控制装置连接。
[0010]进一步，所述接收主机包括第二锂电池电源、第二主板、第二电机驱动模块和第二无线收发模块，所述中子接收机总成、第二电机驱动模块、第二无线收发模块和第二锂电池电源分别与第二主板连接，所述第二主板通过第二无线收发模块与主控制装置连接。
[0011]进一步，所述中子发射机总成包括发射机主板和中子源模块，所述第一主板和中子源模块分别与发射机主板连接。
[0012]进一步，所述中子接收机总成包括接收机主板和热中子探测模块，所述第二主板和热中子探测模块分别与接收机主板连接。
[0013]进一步，所述主控制装置包括第三主板、显示器、第三无线收发模块和第三锂电池电源。
[0014]本专利技术还提供一种利用上述系统的进行装配式建筑墙体内套筒灌浆饱和度检测的方法，该方法包括在被检测装配式建筑墙体的两侧分别安装第一驱动装置和第二驱动装置，且中子发射机总成和中子接收机总成关于被检测装配式建筑墙体中心处对称设置，二者在主控制装置经第一驱动装置和第二驱动装置的分别控制下同步运动，然后进行以下步骤：
[0015]S1、确定以下参数并输入主控制装置(5)：圈定检测区域S，被检测装配式建筑墙体厚度d，检测区域内套筒埋深h，套筒外径R，套筒内径r1，钢筋半径r2；
[0016]S2、建立坐标系：检测区域S左下方为原点，水平向为x轴，垂向向上为y轴，水平向长度为L，L为中子接收机总成(2)接收截面矩形底边长V的整数倍，垂向长度为H，H为中子接收机总成(2)接收截面矩形侧边长U的整数倍，检测区域S为(LXH)；
[0017]S3、根据建立的坐标系，中子发射机总成(1)和中子接收机总成(2)二者同步运动到S区域左下点的两侧，然后中子发射机总成(1)的探头进一次中子照射且中子接收机总成(2)进行热中子散射采集，获取中子接收机总成(2)探头的截面热中子单次透射成像p
11
；
[0018]S4、中子发射机总成(1)和中子接收机总成(2)同步向上移动dH距离，再次进行一次中子照射和散射采集，获取单次透射成像p
12
，dH＝U；
[0019]S5、再次向上移动dH距离，重复进行S4，直至y轴H高度扫描完成，形成一列连续的热中子透射图形序列p
1m
，m＝1～M，M＝H/dH；
[0020]S6、向右移动dL，dL＝V，重复步骤S4和S5，形成第2列连续的中子散射图像序列p
2m
；
[0021]S7、由此自左向右扫描，形成N列热中子散射图象阵列{p
NM
}；
[0022]S8、对所有透射图像进行二位滤波处理，按顺序拼接形成可供判别使用的系列透射图像P，根据图像P进行检测区域内套筒灌浆饱和度的判断。
[0023]进一步，该方法还包括在进行在正式检测前，设定好中子放射剂量，检测过程中统
一使用该剂量，对装配式建筑墙体进行S1-8之前或之后应对现场的标准样品进行中子透射标定，获取标准样品透射数据的标准值，其中标准样品包含：内部无任何结构的混凝土试块，内部含有标准套筒、钢筋和浆体的试块，内部含有标准套筒、钢筋但无浆体的试块；步骤S8具体为：
[0024]S8.1、对系列透射图像P观察其非套筒区的均匀性，并将透射数据与对应的标准值进行比较，若存在图像不均匀，且图像不均匀区透射数据的值小于对应标准值，则对应的非套筒区存在内部空洞异常；
[0025]S8.2、系列透射图像P观察其套筒区的均匀性，并将透射数据与对应的标准值进行比较，若存在图像不均匀，且图像不均匀区透射数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，包括设置在被检测装配式墙体两侧的用于发射快中子的中子发射机总成(1)和用于接收热中子的中子接收机总成(2)，所述中子发射机总成(1)和中子接收机总成(2)分别固定安装在可带动其在与被检测装配式墙体所在竖直面平行的竖直面上进而二维平面运动的第一驱动装置(3)和第二驱动装置(4)上，所述中子发射机总成(1)与第一驱动装置(3)连接，所述中子接收机总成(2)与第二驱动装置(4)连接，且第一驱动装置(3)和第二驱动装置(4)分别与主控制装置(5)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述第一驱动装置(3)具体由第一导轨(6)、水平滑动安装在第一导轨(6)上的第一支撑架(7)、用于驱动第一支撑架(7)在第一导轨(6)上水平往复运动的第一水平驱动总成(8)、用于驱动竖直滑动安装在第一支撑架(7)上的中子发射机总成(1)进行竖直往复运动的第一竖直驱动总成(9)和安装在第一支撑架(7)内与中子发射机总成(1)、第一水平驱动总成(8)和第一竖直驱动总成(9)分别连接的发射主机(10)构成，所述发射主机(10)与主控制装置(5)连接。3.根据权利要求2所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述第二驱动装置(4)具体由第二导轨(11)、水平滑动安装在第二导轨(11)上的第二支撑架(12)、用于驱动第二支撑架(12)在第二导轨(11)上水平往复运动的第二水平驱动总成(13)、用于驱动竖直滑动安装在第二支撑架(12)上的中子接收机总成(2)进行竖直往复运动的第二竖直驱动总成(14)和安装在第二支撑架(12)内与中子接收机总成(2)、第二水平驱动总成(13)和第二竖直驱动总成(14)分别连接的接收主机(15)构成，所述接收主机(15)与主控制装置(5)连接。4.根据权利要求3所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述发射主机(10)包括第一锂电池电源(16)、第一主板(17)、第一电机驱动模块(18)和第一无线收发模块(19)，所述中子发射机总成(1)、第一电机驱动模块(18)、第一无线收发模块(19)和第一锂电池电源(16)分别与第一主板(17)连接，所述第一主板(17)通过第一无线收发模块(19)与主控制装置(5)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述接收主机(15)包括第二锂电池电源(20)、第二主板(21)、第二电机驱动模块(22)和第二无线收发模块(23)，所述中子接收机总成(2)、第二电机驱动模块(22)、第二无线收发模块(23)和第二锂电池电源(20)分别与第二主板(21)连接，所述第二主板(21)通过第二无线收发模块(23)与主控制装置(5)连接。6.根据权利要求5所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述中子发射机总成(1)包括发射机主板(24)和中子源模块(25)，所述第一主板(17)和中子源模块(25)分别与发射机主板(24)连接。7.根据权利要求6所述的一种用于装配式墙体检测的中子透射成像系统，其特征在于，所述中子接收机总成(2)包括接收机主板(26)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖旭涛，吴东彪，孟玉，曹光暄，徐文华，万富，李天宝，
申请(专利权)人：安徽省城建设计研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：