CN104062300A - 一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法 - Google Patents

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周华飞
琚蕊雄
周梦楚
谢子令
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Abstract

本发明公开了一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，包括以下步骤：将一段海堤划分为多个区段，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行检测；每段区段内的红外热成像仪指向该区段海堤堤身，转动热成像仪的调焦轮，使得红外热成像仪的显示屏上的热图像变得清晰；采用红外热成像仪测定目标与背景之间辐射的红外线差异即可得到目标的红外热图像；存储图像及相关的测量数据；通过所测得的相关数据和红外热图像进行损伤分析；对整段海堤的其他区段进行同步测量得到相关数据和红外热图像；对整段海堤测得的相关数据和红外热图像再进行分析就可以实现整段海堤的内部损伤识别。通过上述检测方法，监测面积大，测量距离灵活，效率高。

Description

一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法
技术领域
本发明涉及结构无损检测技术领域，具体涉及一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法。
背景技术
浙江省处东南沿海，大陆和岛屿海岸线长达6600余km，占全国海岸线总长的20.3％，居全国第一。为防止海水入侵、海岸线后退，保障沿海城镇及工业设施和农田的安全，我省已修筑海堤750余条，总长约2200km。海堤是我省社会经济核心地区—浙东沿海和钱塘江两岸地区的安全屏障，是我省社会经济的基本保障。由于上述地区地势低平，人口密度高，生产要素高度聚集，经济发达，经济总量以及财政收入占全省80％以上，海堤一旦发生事故，将会造成巨大的经济损失，而且还将连锁引起其它社会问题。然而，在服役期间，风、浪、潮、雨的联合反复作用可能导致海堤损伤破坏，更甚的是，我省是风暴潮灾害最严重的省份之一，风暴潮对海堤造成了极大威胁，很可能造成海堤破坏甚至损毁。可见，海堤安全保障至关重要，只有确保海堤安全，才能保障沿海地区人民生命财产安全和经济高速发展。
然而，堤身护坡结构损坏、堤顶防浪墙损坏等表面性破坏虽可通过定期巡检发现，但它们间接引起的隐蔽性破坏，如：堤身淘蚀，堤身裂纹的出现等，则不易通过定期巡检发现，因此，海堤损伤识别技术是海堤安全保障的一个关键技术。而传统的损伤识别技术一般存在如下几个缺点：1、人工检测法：检测费人力物力，检查范围有限，难满足评定要求，对突发性事故无法实现及时检测与监测。2、漏磁检测法：检测信号微弱，检测的精度不高。3、电磁检测法：速度比较慢。4、声发射法：需要加外荷载。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种监测面积大,测量距离灵活，效率高的基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，包括红外热成像仪、USB连接件和计算机，对海堤无损检测方法包括以下步骤：
(1)将一段海堤划分为多个区段，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行检测；
(2)每段区段内的红外热成像仪指向该区段海堤堤身，转动热成像仪的调焦轮，使得红外热成像仪的显示屏上的热图像变得清晰；
(3)采用红外热成像仪测定目标与背景之间辐射的红外线差异即可得到目标的红外热图像，并将图像显示在红外热成像仪显示器上；
(4)扣动红外热成像仪储存按钮，存储图像及相关的测量数据；
(5)通过所测得的相关数据和红外热图像进行损伤分析，当海堤内部出现缺陷时，其表面温度分布将发生改变，在红外热图像在中，温度变化显著的部位即可认为是海堤内部出现缺陷的部位；
(6)重复上述步骤(1)到步骤(5)，对整段海堤的其他区段进行同步测量得到相关数据和红外热图像；
(7)对整段海堤测得的相关数据和红外热图像再进行分析就可以实现整段海堤的内部损伤识别。
本发明进一步设置为：所述步骤(1)中，将一段海堤划分为多个区段后并对观测点进行地理位置编号，还要对第一段海堤的位置编号在该段的红外热成像仪中默认设置为1，其他区段的热成像仪中位置编号设置有序递增并与地理位置编号一致，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行同步检测。
本发明还进一步设置为：所述步骤(2)中，能在红外热成像仪显示屏上生成最高温度指示，保持发射率和反射温度补偿值RTC不变，并将发射率设为1.0，并禁用反射温度补偿值RTC。
本发明还进一步设置为：所述步骤(3)中，目标为检测段海堤堤身，背景为堤身周围的环境参照物。
本发明还进一步设置为：所述步骤(5)中，将检测每段堤身的红外热成像仪的红外热图像和相关数据通过USB连接件导入到计算机中进行损伤分析，每段堤身的图像和数据按编号有序存储，以免出现分析结果与现场判断有误。
本发明还提供一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测装置，包括红外热成像仪、USB连接件和计算机，红外热成像仪测得红外热图像和相关数据后与计算机通过USB连接件导入计算机中进行数据分析，导入的数据及红外热图像在计算机中可以重复处理与分析，从而得出检测结果。
本发明克服了传统无损检测技术的缺点，主要具有以下显著优点：1、监测面积大,测量距离灵活，效率高,还可直接反应被测物体的温度场；2、操作简单,易于测量；3、测量出的数据可直接存储在热成像仪,并可通过电脑进行二次分析；4、可以较容易的描述损伤位置和结构的失效机理。
下面结合说明书具体实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本发明公开的一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，包括红外热成像仪、USB连接件和计算机，对海堤无损检测方法包括以下步骤：
(1)将一段海堤划分为多个区段，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行检测；
(2)每段区段内的红外热成像仪指向该区段海堤堤身，转动热成像仪的调焦轮，使得红外热成像仪的显示屏上的热图像变得清晰；
(3)采用红外热成像仪测定目标与背景之间辐射的红外线差异即可得到目标的红外热图像，并将图像显示在红外热成像仪显示器上；
(4)扣动红外热成像仪储存按钮，存储图像及相关的测量数据；
(5)通过所测得的相关数据和红外热图像进行损伤分析，当海堤内部出现缺陷时，其表面温度分布将发生改变，在红外热图像在中，温度变化显著的部位即可认为是海堤内部出现缺陷的部位；
(6)重复上述步骤(1)到步骤(5)，对整段海堤的其他区段进行同步测量得到相关数据和红外热图像；
(7)对整段海堤测得的相关数据和红外热图像再进行分析就可以实现整段海堤的内部损伤识别。
作为优选的，本实施例所述步骤(1)中，将一段海堤划分为多个区段后并对观测点进行地理位置编号，还要对第一段海堤的位置编号在该段的红外热成像仪中默认设置为1，其他区段的热成像仪中位置编号设置有序递增并与地理位置编号一致，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行同步检测。
作为优选的，本实施例所述步骤(2)中，能在红外热成像仪显示屏上生成最高温度指示，保持发射率和反射温度补偿值RTC不变，并将发射率设为1.0，并禁用反射温度补偿值RTC。
作为优选的，本实施例所述步骤(3)中，目标为检测段海堤堤身，背景为堤身周围的环境参照物。
作为优选的，本实施例所述步骤(5)中，将检测每段堤身的红外热成像仪的红外热图像和相关数据通过USB连接件导入到计算机中进行损伤分析，每段堤身的图像和数据按编号有序存储，以免出现分析结果与现场判断有误。
本实施例红外热成像仪测得红外热图像和相关数据后与计算机通过USB连接件导入计算机中进行数据分析，导入的数据及红外热图像在计算机中可以重复处理与分析。
本发明采用红外线热成像技术开发的海堤无损检测技术，利用红外热成像原理任何温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地发射红外辐射，且热辐射能量与其表面温度相关，随着温度的升高，物体的辐射能量越强。利用红外热成像技术开发的海堤无损检测技术是一种非接触式无损探测技术，本发明技术克服了传统无损检测技术的缺点，主要具有以下显著优点：1、监测面积大,测量距离灵活，效率高,还可直接反应被测物体的温度场。2、操作简单,易于测量。3、测量出的数据可直接存储在热成像仪,并可通过电脑进行二次分析。4、可以较容易的描述损伤位置和结构的失效机理等。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，其特征在于：包括红外热成像仪、USB连接件和计算机，对海堤无损检测方法包括以下步骤：
(1)将一段海堤划分为多个区段，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行检测；
(2)每段区段内的红外热成像仪指向该区段海堤堤身，转动热成像仪的调焦轮，使得红外热成像仪的显示屏上的热图像变得清晰；
(3)采用红外热成像仪测定目标与背景之间辐射的红外线差异即可得到目标的红外热图像，并将图像显示在红外热成像仪显示器上；
(4)扣动红外热成像仪储存按钮，存储图像及相关的测量数据；
(5)通过所测得的相关数据和红外热图像进行损伤分析，当海堤内部出现缺陷时，其表面温度分布将发生改变，在红外热图像在中，温度变化显著的部位即可认为是海堤内部出现缺陷的部位；
(6)重复上述步骤(1)到步骤(5)，对整段海堤的其他区段进行同步测量得到相关数据和红外热图像；
(7)对整段海堤测得的相关数据和红外热图像再进行分析就可以实现整段海堤的内部损伤识别。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将一段海堤划分为多个区段后并对观测点进行地理位置编号，还要对第一段海堤的位置编号在该段的红外热成像仪中默认设置为1，其他区段的热成像仪中位置编号设置有序递增并与地理位置编号一致，每个区段分别架设一台红外热成像仪进行同步检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，能在红外热成像仪显示屏上生成最高温度指示，保持发射率和反射温度补偿值RTC不变，并将发射率设为1.0，并禁用反射温度补偿值RTC。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，其特征在于：所述步骤(3)中，目标为检测段海堤堤身，背景为堤身周围的环境参照物。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外线热成像技术的海堤无损检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将检测每段堤身的红外热成像仪的红外热图像和相关数据通过USB连接件导入到计算机中进行损伤分析，每段堤身的图像和数据按编号有序存储，以免出现分析结果与现场判断有误。
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