CN104749254A - 基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，包括：确定待测混凝土的检测断面检测点位置的步骤；在所述检测点位置对所述检测断面进行超声脉冲检测并获得检测数据的步骤；将所述检测点位置生成检测断面网格图并根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤；根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤；根据筛选前后的所述断面射线网络图确定检测断面内部缺陷的步骤。利用本发明可以检测出混凝土内部的缺陷，并可准确快捷的判断出缺陷的所在位置、大小及形状，且检测简单，操作方便。

Description

基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法

技术领域

本发明涉及一种超声波检测混凝土内部缺陷的方法，特别涉及用断面射线网络图法检测混凝土内部缺陷。

背景技术

超声波是在弹性介质中传播的机械波，频率高于20kHz，具有指向性好、传播能量大、穿透力强，检测设备简单及操作方便等优点，被广泛应用在无损检测领域。

超声波法检测混凝土常用的频率为20～250kHz，可以用来检测混凝土内部的缺陷；常规的超声波对测法及斜测法也可检测混凝土内部的缺陷，但这需要操作人员具有一定的工作经验，且无法判断缺陷的所在位置、大小及形状。

发明内容

本发明旨在至少解决背景技术中存在的问题之一。

本发明目的之一在于提供一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，利用这种方法可以检测出混凝土内部的缺陷，并可以判断缺陷的所在位置、大小及形状。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，包括：

确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤；在所述检测点位置对所述检测断面进行超声脉冲检测并获得检测数据的步骤；根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤；根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤；根据筛选前后的所述断面射线网络图确定检测断面内部缺陷的步骤。

进一步的，所述确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤包括：

确定待测混凝土的检测断面检测点位置的步骤；根据所述检测断面检测点位置形成检测断面网格图的步骤。

进一步的，所述检测数据包括有所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹、所述超声脉冲通过所述检测断面的距离、所述超声脉冲通过所述检测断面的声时及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

进一步的，所述根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤包括：

根据所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹在所述检测断面网格图中生成射线的步骤；根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤；将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲生成的所述射线的步骤；所述检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤。

进一步的，所述根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤具体为根据所述检测数据运算出第i条所述超声脉冲的声速v_i，经下式获得所述声速v_i，

$v_i=\frac{L_i}{t_i}(i=\mathrm{1,2},...,n)$

式中t_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的声时，L_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的距离，n为检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

进一步的，上述根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤包括：

根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤；根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤；根据检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数确定筛选系数的步骤；根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤；将所述射线的速度值大于所述标准速度的所述射线筛选为正常射线的步骤；在所述断面射线网络图中删除除所述正常射线以外的射线的步骤；输出筛选后所述断面射线网络图的步骤。

进一步的，所述根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤具体为根据所述声速v_i与检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度，

$m_v=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{v}_i$

式中，m_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度。

进一步的，所述根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤具体为根据所述声速vi、所述平均速度mv及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得所述超声脉冲的速度的标准差，

${\mathrm{\σ}}_v=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(v_i-m_v)}^2}{n-1}}$

式中，σ_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差。

进一步的，所述根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤具体为根据所述筛选系数k、所述平均速度m_v及所述标准差σ_v，经下式获得所述标准速度，

v₀＝m_v-kσ_v

式中，v₀为所述超声脉冲的标准速度。

在上述技术方案中，筛选后的所述断面射线网络图中的射线为正常射线，再由筛选前的所述断面射线网络图中确定非正常射线的所在轨迹，从而可以判断缺陷的所在位置、大小及形状，且检测简单快速，操作方便快捷。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明进一步更加清晰分辨正常射线与非正常射线，为所述断面射线网络图中的所述射线赋予颜色，从而达到更快捷的判断缺陷的所在位置、大小及形状。

为此，在本发明进一步改进技术方案中，在所述将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲形成的所述射线步骤之后，与在所述检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤之前，还包括：

将所述射线的声速值按大小进行排列的步骤；拟定一个所述颜色渐变数据，将所述排列好的声速值与所述渐变颜色数据一一对应的步骤；将所述颜色数据赋予对应声速值的所述射线的步骤。

本发明的有益效果在于，提供一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，利用该凝土内部缺陷检测的断面射线网络图法可以检测出混凝土内部的缺陷，并可准确快捷的判断缺陷的所在位置、大小及形状，且检测简单，操作方便。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为本发明第一种实施方式基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法流程图；

图2所示为本发明第一种实施方式的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法详细流程图；

图3所示为本发明第二种实施方式的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法详细流程图；

图4所示本发明第二种实施方式的筛选前的断面射线网络图；

图5所示本发明第二种实施方式的筛选后的断面射线网络图。

具体实施方式

下文将结合附图详细描述本发明的实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合和相互结合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的步骤，可应用于不同实施例中。

图1所示为本发明第一种实施方式基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法流程图。

如图1所述，本发明第一种实施方式中提供一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，包括：

步骤100：确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤；

步骤200：在所述检测点位置对所述检测断面进行超声脉冲检测并获得检测数据的步骤；

步骤300：根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤；

步骤400：根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤；

步骤500：根据筛选前后的所述断面射线网络图确定检测断面内部缺陷的步骤。

在步骤200中对待测混凝土的检测断面的检测点采用环测法布置发射换能器及接收换能器，所述发射换能器发射的若干超声脉冲通过混凝土的断面被接收换能器接收；所述发射换能器与接收换能器布置在待测混凝土断面周围，通常超声波发射换能器和接受换能器与待测物体表面良好的耦合，发射换能器确定位置后发射超声脉冲；接收换能器位于混凝土断面周围不同的位置接收所述超声脉冲，经过待测混凝土断面不同方向的超声脉冲越多，本发明检测的精度就越高。

所述检测数据包括有所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹、所述超声脉冲通过所述检测断面的距离、所述超声脉冲通过所述检测断面的声时及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

筛选后的所述断面射线网络图中的射线为正常射线，再由筛选前的所述断面射线网络图中确定非正常射线的所在轨迹，从而可以判断缺陷的所在位置、大小及形状。

图2所示为本发明第一种实施方式的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法详细流程图。

在本发明第一种实施方式中，所述步骤100：确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤包括：

步骤110：确定待测混凝土的检测断面检测点位置的步骤；

步骤120：根据所述检测断面检测点位置形成检测断面网格图的步骤。

在本发明第一种实施方式中，所述步骤300：根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤包括：

步骤310：根据所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹在所述检测断面网格图中生成射线的步骤；

步骤320：根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤；

步骤330：将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲生成的所述射线的步骤；

步骤340：所述检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤。

所述步骤320：根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤具体为根据所述检测数据运算出第i条所述超声脉冲的声速v_i，经下式获得所述声速v_i，

$v_i=\frac{L_i}{t_i}(i=\mathrm{1,2},...,n)$

式中t_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的声时，L_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的距离，n为检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

在本发明的第一种实施方式中，步骤400：根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤包括：

步骤410：根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤；

步骤420：根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤；

步骤430：根据检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数确定筛选系数的步骤；

步骤440：根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤；

步骤450：将所述射线的速度值大于所述标准速度的所述射线筛选为正常射线的步骤；

步骤460：在所述断面射线网络图中删除除所述正常射线以外的射线的步骤；

步骤470：输出筛选后所述断面射线网络图的步骤。

所述步骤410：根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤具体为根据所述声速v_i与检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度，

$m_v=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{v}_i$

式中，m_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度。

所述步骤420：根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤具体为根据所述声速vi、所述平均速度mv及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得所述超声脉冲的速度的标准差，

${\mathrm{\σ}}_v=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(v_i-m_v)}^2}{n-1}}$

式中，σ_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差。

所述步骤430：根据检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数确定筛选系数的步骤目的在于筛选系数用于可以用来调整异常射线和正常射线的数目，用以调整分析所述检测断面的异常分布。

所述步骤440：根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤具体为根据所述筛选系数k、所述平均速度m_v及所述标准差σ_v，经下式获得所述标准速度，

v₀＝m_v-kσ_v

式中，v₀为所述超声脉冲的标准速度。

图3所示为本发明第二种实施方式的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法详细流程图。

本发明的第二种实施方式，是基于本发明的第一种实施方式的改进，在第一种实施方式的方法步骤添加了新的步骤；为了本发明进一步更加清晰分辨正常射线与非正常射线的目的，将所述断面射线网络图中的所述射线赋予颜色，从而到达更快捷的判断缺陷的所在位置、大小及形状。

在本发明的第二种实施方式中，在所述步骤330：将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲形成的所述射线步骤之后，与在所述步骤340：检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤之前，还包括：

步骤331：将所述射线的声速值按大小进行排列的步骤；

步骤332：拟定一个所述颜色渐变数据，将所述排列好的声速值与所述渐变颜色数据一一对应的步骤；

步骤333：将所述颜色数据赋予对应声速值的所述射线的步骤。

图4所示本发明第二种实施方式的筛选前的断面射线网络图。

在本发明的第二种实施方式中，步骤340中形成的所述断面射线网络图如图4所示。

图5所示本发明第二种实施方式的筛选后的断面射线网络图。

在本发明的第二种实施方式中，步骤470中输出筛选后所述断面射线网络图如图5所示。

本发明提供一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，利用该凝土内部缺陷检测的断面射线网络图法可以检测出混凝土内部的缺陷，并可准确快捷的判断缺陷的所在位置、大小及形状，且检测简单，操作方便。

本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (10)

1.一种基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，包括：

确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤；

在所述检测点位置对所述检测断面进行超声脉冲检测并获得检测数据的步骤；

根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤；

根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤；

根据筛选前后的所述断面射线网络图确定检测断面内部缺陷的步骤。

2.如权利要求1所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述确定待测混凝土的检测断面检测点位置并形成检测断面网格图的步骤包括：

确定待测混凝土的检测断面检测点位置的步骤；

根据所述检测断面检测点位置形成检测断面网格图的步骤。

3.如权利要求1所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述检测数据包括有所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹、所述超声脉冲通过所述检测断面的距离、所述超声脉冲通过所述检测断面的声时及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

4.如权利要求1-3所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述根据所述检测数据在所述检测断面网格图中生成射线形成断面射线网络图的步骤包括：

根据所述超声脉冲通过所述检测断面的轨迹在所述检测断面网格图中生成射线的步骤；

根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤；

将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲生成的所述射线的步骤；

所述检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤。

5.如权利要求4所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述根据所述超声脉冲通过所述检测断面的距离及所述超声脉冲通过所述检测断面的声时获得所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度的步骤具体为根据所述检测数据运算出第i条所述超声脉冲的声速v_i，经下式获得所述声速v_i，

$v_i=\frac{L_i}{t_i}(i=\mathrm{1,2},...,n)$

式中t_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的声时，L_i为第i条所述超声脉冲通过所述检测断面的距离，n为检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数。

6.如权利要求4所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，在将所述超声脉冲在所述检测断面中传播的速度赋值于由所述超声脉冲形成的所述射线步骤之后，与在所述检测断面网格图及其中所述射线形成断面射线网络图并输出的步骤之前，还包括：

将所述射线的声速值按大小进行排列的步骤；

拟定一个所述颜色渐变数据，将所述排列好的声速值与所述渐变颜色数据一一对应的步骤；

将所述颜色数据赋予对应声速值的所述射线的步骤。

7.如权利要求4-6所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，上述根据所述检测数据生成筛选数据并根据所述筛选数据从所述断面射线网络图中筛选出正常的所述射线并输出的步骤包括：

根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤；

根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤；

根据检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数确定筛选系数的步骤；

根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤；

将所述射线的速度值大于所述标准速度的所述射线筛选为正常射线的步骤；

在所述断面射线网络图中删除除所述正常射线以外的射线的步骤；

输出筛选后所述断面射线网络图的步骤。

8.如权利要求7所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述根据每个所述超声脉冲的速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度的步骤具体为根据所述声速v_i与检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度，

$m_v=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{v}_i$

式中，m_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的平均速度。

9.如权利要求8所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述根据每个所述超声脉冲的速度、所述平均速度及所述超声脉冲总条数获得通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差的步骤具体为根据所述声速vi、所述平均速度mv及检测所述检测断面的所述超声脉冲总条数n，经下式获得所述超声脉冲的速度的标准差，

${\mathrm{\σ}}_v=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(v_i-m_v)}^2}{n-1}}$

式中，σ_v为通过所述检测断面的所述超声脉冲的标准差。

10.如权利要求9所述的基于断面射线网络图检测混凝土内部缺陷的方法，其特征在于，所述根据所述筛选系数、所述平均速度及所述标准差获得所述超声脉冲的标准速度的步骤具体为根据所述筛选系数k、所述平均速度m_v及所述标准差σ_v，经下式获得所述标准速度，

v₀＝m_v-kσ_v

式中，v₀为所述超声脉冲的标准速度。