剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法及系统，该方法包括：S1：在具有接缝的剪力墙的室内侧选取加热区域、室外侧选取热成像区域，在加热区域架设微波加热仪，并采用红外热成像仪记录热成像区域内初始温度场分布；S2：开启微波加热仪对加热区域进行微波加热，利用红外热成像仪记录加热过程中热成像区域内温度场分布，计算升温过程中温度梯度分布；S3：加热停止后，利用红外热成像仪记录降温过程中热成像区域内温度场分布，计算降温过程中温度梯度分布；S4：将升温过程中温度梯度ΔT(x,y)绝对值大于阈值A0且降温过程中温度梯度ΔDT(x,y)绝对值大于阈值DA0的区域判定为缺陷区域。该方法可以精确识别缺陷位置和面积，识别精度高。识别精度高。识别精度高。

【技术实现步骤摘要】
剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及建筑无损检测
，尤其涉及一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法及系统。

技术介绍

[0002]大力推行装配式建筑是解决劳动力短缺、减少环境污染的重要途径。与现浇结构相比，装配式建筑主要由预制构件拼装组成，构件在拼装过程中存在大量接缝，受施工技术、工艺、环境和人为因素的影响，接缝处易出现密封不当、空洞、裂缝、分层等缺陷，成为结构发生渗漏水的薄弱点，严重降低装配式建筑使用期的防水性能，甚至影响整体受力性能。
[0003]当前剪力墙水平接缝施工质量缺陷的检测方法主要是超声法。针对剪力墙底部水平接缝质量检测，专利技术专利《一种预制剪力墙底部水平接缝灌浆缺陷的检测方法》(专利号：ZL 2017 1 0546923.0)介绍了一种基于小直径、高频率换能器的超声检测方法，通过在整条水平接缝上设置测点来检测接缝中是否存在缺陷及其大小，但该方法采用对测的方式，测点多、工作量大，检测效率低。为了提高检测效率，专利技术专利《水平接缝施工质量快速检测方法》(专利号：ZL2018 1 1465965.2)介绍了一种基于干耦合换能器的同侧检测方式，利用内嵌软件自动计算超声波传播速度，可在现场快速确定缺陷位置，但无法量化缺陷尺寸。专利技术专利《一种剪力墙水平接缝质量快速定量化超声检测装置及方法》(专利号：ZL 2021 1 0865714.9)介绍了一种分离式检测装置，通过先采用同侧B扫描成像快速确定缺陷疑似区域，再采用异侧C扫描成像定量化缺陷面积的检测方法，实现接缝质量的快速精细化检测，但仅适用于具有一定宽度的剪力墙水平接缝。总之，超声法为接触式检测方法，采用逐点检测的方式，现场作业工作量大、检测效率低，同时，该方法采用小直径探头，仅适用于具有一定宽度(通常为20mm)的剪力墙水平接缝，适用范围窄，仍亟需发展快速有效的无损检测方法。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法及系统，能够对装配式建筑剪力墙的各类接缝进行非接触式快速检测，并定量化识别缺陷位置和尺寸，对于提升整个结构使用期防水性能具有重大意义。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法，其包括以下步骤：
[0006]S1：在具有接缝的剪力墙的室内侧选取加热区域、室外侧选取热成像区域，在加热区域架设微波加热仪，并采用红外热成像仪记录热成像区域内初始温度场分布T0(x，y)；其中，x,y分别为加热区域内的横纵坐标；加热区域以及热成像区域分别位于剪力墙接缝的两侧；
[0007]S2：开启微波加热仪对加热区域进行微波加热，加热时间为S，每间隔时间ΔS利用红外热成像仪记录一次热成像区域内温度场分布T
i
(x，y)，i＝1,2,3,L,n＝S/ΔS，计算升
温过程中温度梯度分布，其表达式为：
[0008][0009]S3：加热停止后，利用红外热成像仪记录降温过程中热成像区域内温度场分布，时长为2S；在此过程中，每间隔时间ΔS记录一次热成像区域内温度场分布DT
j
(x，y)，j＝1,2,3,L,2n，计算降温过程中温度梯度分布，其表达式为：
[0010][0011]S4：设置阈值A0和DA0，分别基于升温和降温过程中的温度梯度分布对热成像区域进行成像，将升温过程中温度梯度ΔT(x,y)绝对值大于阈值A0且降温过程中温度梯度ΔDT(x,y)绝对值大于阈值DA0的区域判定为缺陷区域；
[0012]S5：基于最大熵双阈值分割改进的形态学边缘检测算法提取热成像区域的成像结果中的缺陷区域轮廓，确定缺陷区域的位置，计算缺陷区域的面积。
[0013]本专利技术的进一步改进在于：步骤S2中，加热时间S为30s～180s；间隔时间ΔS小于S/100。
[0014]本专利技术的进一步改进在于：对于采用灌浆料的水平接缝，阈值A0和DA0的取值分别为0.3℃/s和0.1℃/s。
[0015]本专利技术还提供一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测系统，用于实施上述的方法，其包括：
[0016]客户端，与无线传输模块通信连接；
[0017]无线传输模块，分别与微波加热仪、红外热成像仪、数据分析模块无线通信连接；
[0018]微波加热仪用于对加热区域进行加热；红外热成像仪用于记录热成像区域内的温度场；
[0019]数据分析模块用于根据温度场计算温度梯度分布，并进行缺陷等级划分、缺陷轮廓提取。
[0020]本专利技术的进一步改进在于：客户端为智能手机、平板电脑或个人电脑。
[0021]本专利技术的进一步改进在于：无线传输模块用于传输数据和指令。
[0022]本专利技术的进一步改进在于：微波加热仪包括：无线信号接收器、频率源、功率放大器、加热天线阵列和三角支架；三角支架用于支撑微波加热仪的主体结构；无线信号接收器31用于从无线传输模块接收指令，无线传输模块根据接收到的指令控制频率源启动；频率源启动后生成的信号经过功率放大器放大，放大后的信号经过加热天线阵列投射在加热区域。
[0023]本专利技术的方案具有以下技术效果：
[0024]1)采用微波加热和红外热成像的非接触式无损检测技术，适用于装配式建筑剪力墙水平接缝、竖向接缝等各类接缝，检测效率高，适用范围广；
[0025]2)采用微波加热的方式，加热效率高，加热区域温度均匀，有利于提高检测接缝缺陷的能力；
[0026]3)内嵌软件采用自适应缺陷识别算法和基于最大熵双阈值分割改进的形态学边
缘检测算法，可以精确识别缺陷位置和面积，识别精度高，缺陷面积误差小于5％，位置误差小于2％。
[0027]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0028]图1为一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测系统整体示意图；
[0029]图2为本专利技术中微波加热仪结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例中的装配式建筑剪力墙水平接缝检测示意图。
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0033]为了阐释的目的而描述了本专利技术的一些示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在具有接缝的剪力墙的室内侧选取加热区域，室外侧选取热成像区域，在所述加热区域架设微波加热仪，并采用红外热成像仪记录热成像区域内初始温度场分布T0(x，y)；其中，x,y分别为所述加热区域内的横纵坐标；所述加热区域以及所述热成像区域分别位于所述剪力墙接缝的两侧；S2：开启微波加热仪对所述加热区域进行微波加热，加热时间为S，每间隔时间ΔS利用红外热成像仪记录一次热成像区域内温度场分布T
i
(x，y)，i＝1,2,3,L,n＝S/ΔS，计算升温过程中温度梯度分布，其表达式为：S3：加热停止后，利用红外热成像仪记录降温过程中热成像区域内温度场分布，时长为2S；每间隔时间ΔS记录一次热成像区域内温度场分布DT
j
(x，y)，j＝1,2,3,L,2n，计算降温过程中温度梯度分布，其表达式为：S4：设置阈值A0和DA0，分别基于升温和降温过程中的温度梯度分布对热成像区域进行成像，将升温过程中温度梯度ΔT(x,y)绝对值大于阈值A0且降温过程中温度梯度ΔDT(x,y)绝对值大于阈值DA0的区域判定为缺陷区域；S5：基于最大熵双阈值分割改进的形态学边缘检测算法提取热成像区域的成像结果中的缺陷区域轮廓，确定缺陷区域的位置，计算缺陷区域的面积。2.根据权利要求1所述的一种剪力墙接缝施工质量主动式微波热成像检测方法，其特征在于：步骤S2中，加热时间S为30s～180s；间隔时间ΔS小于S/100。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东波，王卓琳，冷予冰，张永群，陈玲珠，
申请(专利权)人：上海市建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：