一种钢管混凝土脱空检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢管混凝土脱空检测系统，包括用于采集检测面温度数据的红外热像仪；还包括用于感应加热的电源和线盘，线盘用于在钢管表面产生电涡流的形式加热钢管混凝土；以及装有钢管混凝土脱空检测软件的计算机，所述软件能够控制加热的启停和温度数据的记录，以及脱空缺陷特征提取程序，所述程序提取从热像仪得到的红外热图进行热源反演和温度预测，并将实验得到的热图数据与预测得到的热图数据进行作差来提取脱空缺陷产生的温度异常特征，从而判断是否存在脱空。本发明专利技术还公开了一种脱空检测方法，采用该方法进行检测，可对20mm及以内钢管下的脱空缺陷进行定量识别，操作方便，检测效率高。检测效率高。检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土脱空检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及装配式建筑领域以及热仿真
，尤其是利用热仿真技术来检测钢管混凝土脱空情况的方法。

技术介绍

[0002]钢管混凝土结构被广泛用于装配式建筑、道路桥梁、核电站等工程中，该结构是一种由外侧钢管和内填混凝土组合而成的受力体系。因受施工操作工艺、混凝土收缩徐变、荷载长期作用、钢管内衬钢筋导致填充不密实等因素影响，钢管内壁与混凝土粘结界面处会产生脱粘或空洞现象，从而削弱整体结构的承载能力。因此，对钢混组合结构脱空损伤进行有效检测成为了工程应用中的实际需求。由此需要一种检测手段来定量检测脱空的分布和大小，为工程检测的质量评定提供依据。
[0003]目前常用的脱空检测方法有中子法、超声法、冲击回波法、热成像法4种。针对于超声检测方法具有穿透力强、灵敏度高、可检测脱空深度等优点，但也有存在需要耦合剂和布局网格，无法确定缺陷大小，操作人员技能要求较高等缺点。中子法通常用在检测精度要求较高的工程领域，但该方法检测效率较低。冲击回波法的检测成本低，但漏检率较高，一般用于低成本、精度要求不高的场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土脱空检测方法，其特征在于：采用钢管混凝土脱空检测系统：所述钢管混凝土检测系统包括用于采集检测面温度数据的红外热像仪、用于感应加热的电源和线盘，所述电源输出交流电到线盘上，通过线盘在钢管表面形成电涡流来加热钢管混凝土；还包括装有钢管混凝土脱空检测软件的计算机，所述钢管混凝土脱空检测软件能够控制加热电源的启停和温度数据的采集，以及脱空缺陷特征提取程序，所述脱空缺陷特征提取程序提取从热像仪得到的红外热图进行热源反演和温度预测，并将实验得到的热图数据与预测得到的热图数据进行作差来提取脱空缺陷产生的温度异常特征，从而判断是否存在脱空，具体包括以下步骤：步骤1：将钢管混凝土表面划分成若干个线盘大小的检测区域；步骤2：将热像仪固定在检测区域的正前方；步骤3：通过所述线盘对检测区域进行加热，通过所述红外热像仪对检测区域的温度进行采集，记录下整个检测过程检测面的温度变化，具体温度数据按如下步骤进行采集：步骤101：通过所述线盘上的控制按钮控制所述钢管混凝土脱空检测软件开启热像仪记录，采集检测区域表面的初始温度；步骤102：将线盘移到检测区域的中央并紧贴检测面，通过所述线盘上的控制按钮进行加热；步骤103：当达到设定的加热时间后，迅速移除线盘，使红外热像仪能观测到整个检测区域，等待设定的冷却时间后，所述钢管混凝土脱空检测软件停止热像仪数据采集；步骤4：设置所述钢管混凝土脱空检测软件的实验参数，包括钢管和混凝土厚度、比热容、导热系数、密度，以及加热时间、冷却时间进行离线分析；通过所述软件中的脱空缺陷特征提取程序来提取脱空缺陷产生的温度异常特征，以及缺陷的大小和形状。2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土脱空检测方法，其特征在于：所述加热时间和冷却时间与钢管厚度有关，由热仿真得到；加热时间应大于热量从钢管表面传递到钢管与混凝土交界面的时间；冷却时间应大于加热停止时刻到热量到达脱空处被反射到钢管表面的时间。3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土脱空检测方法，其特征在于：所述脱空缺陷特征提取程序包括热源反演程序和钢管表面温度分布预测程序，用于消除感应加热线盘加热的强烈非均匀性和背景干扰。4.根据权利要求3所述的一种钢管混凝土脱空检测方法，其特征在于：所述热源反演程序按如下步骤执行：步骤201：根据钢管混凝土的实际物性参数建立无缺陷传热模型，参数包括钢管和混凝土的厚度、导热系数、比热容、密度；所述无缺陷传热模型由上下两层材料构成，上层为厚度h1(0＜h1≤20mm)的钢管，下层为厚度h2的混凝土，其中0＜h1≤20m...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯德鑫，郑刚兵，叶树亮，王林峰，刘豪，王力子，王银燕，
申请(专利权)人：杭州华新检测技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：