CN104777227A - 基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，包括：确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤；根据对测法对所述检测区域网格图中X、Y面所对应的所述检测区域进行超声波检测并获得检测数据的步骤；根据所述检测数据获得判定参数的步骤；根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤；根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤。利用本发明可以检测存在X、Y两个垂直检测平面构件的内部缺陷，通过完成X、Y、Z空间缺陷三视图，可以判断缺陷的大小、三维形状和所在的具体空间位置。

Description

基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及使用超声波检测混凝土内部缺陷的方法，更具体而言，涉及一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法。

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。

混凝土内部不密实区、孔洞缺陷，通常因振捣不够、漏浆或石子架空等造成的蜂窝状或松散状的内部缺陷。当结构被测部位具有一对或两对相互平行的表面时，可以采用简单易行的对测法进行检测，数据分析采用统计法进行分析确定内部缺陷的位置和范围，即使混凝土内部没有缺陷，由于混凝土自身的砂、石、水泥等材料的不均匀性，测得的声时、波幅等参数值也不是一个定值，会在一定范围内上下波动。

目前，常规的超声波对测法及斜测法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空间位置、大小及三维形状。

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。

为此，本发明提供了一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，利用本方法解决了检测混凝土内部的缺陷，并可以判断缺陷的所在空间位置、大小及三维形状的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，包括：

确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤；根据对测法对所述检测区域网格图中X、Y面所对应的所述检测区域进行超声波检测并获得检测数据的步骤；根据所述检测数据获得判定参数的步骤；根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤；根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤。

进一步的，所述确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤包括：

确定待测混凝土的检测区域的步骤；根据所述检测区域生成X、Y两垂面检测区域网格图的步骤。

进一步的，所述检测区域网格图的图中X、Y两垂面上的网格标注有编号。

进一步的，所述检测数据包括所述超声波经过待测混凝土的距离，所述超声波经过待测混凝土的时间。

进一步的，根据所述检测数据获得所述超声波的声速，并根据综合判定法处理所述声速获得判定参数。

进一步的，所述根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成对测面缺陷网格图的步骤包括：

根据所述判定参数确定所述检测区域所对应的所述检测数据中的缺陷数据的步骤；根据所述缺陷数据确定所述检测区域的缺陷的步骤；将所述缺陷对应所述检测区域网格图中的网格进行标注的步骤；标注后的所述检测区域网格图形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤。

进一步的，所述根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤包括：

根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤；根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图中被标注的网格对Z面中网格进行标注的步骤；根据X、Y、Z空间缺陷三视图中被标注的网格确定所述待测混凝土缺陷的步骤。

本发明的有益效果在于，提供一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，利用本发明可以检测存在X、Y两个垂直检测平面构件的内部缺陷，通过完成X、Y、Z空间缺陷三视图，可以判断缺陷的大小、三维形状和所在的具体空间位置，网格布置越密检测结果越精确。

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所示为本发明实施方式基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法流程图；

图2所示为本发明实施方式对测法中换能器布置方法；

图3所示为本发明实施方式的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法详细流程图。

图4所示为本发明实施方式的一种X、Y、Z空间缺陷三视图示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚的理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以互相结合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1所示为本发明实施方式基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法流程图。

本发明提供了一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，包括：

步骤100：确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤；

步骤200：根据对测法对所述检测区域网格图中X、Y面所对应的所述检测区域进行超声波检测并获得检测数据的步骤；

步骤300：根据所述检测数据获得判定参数的步骤；

步骤400：根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤；

步骤500：根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤。

在所述步骤100中，检测区域网格图的图中X、Y两垂面上的网格标注有编号并设定网格坐标原点，X、Y两垂面网格大小、数目均相同，并且根据网格坐标原点进行编号。将网格进行标注编号及设定网格坐标原点可方便记录缺陷位置，便于步骤500中构建X、Y、Z空间缺陷三视图中的Z面。

在所述步骤200中，对待测混凝土的检测区域的检测点采用对测布置发射换能器及接收换能器，如图2所示，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检测区域周围，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；接收换能器位于与发射换能器位置的对面接收所述超声脉冲，网格布置越密，相当于发射换能器布置位置越多，检测结果越精确。

所述检测数据包括所述超声波经过待测混凝土的距离，所述超声波经过待测混凝土的时间。

在本发明实施方式中，根据所述超声波经过待测混凝土的距离和所述超声波经过待测混凝土的时间获得所述超声波的声速，并根据综合判定法处理所述声速获得判定参数。

根据综合判定法处理所述声速的方法为将所述声速按值的大小排列，排列在后边的声速值较小值视为可疑数据，将这些可疑数据中最大的一个连同其前面的声速值数据按公式(1)、(2)计算出m_x及S_x值，并按式(3)计算异常情况的判定参数X₀。

$m_x=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i/n---\left(1\right)$

$s_x=\sqrt{(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^2-n\·{m_x}^2)/(n-1)}---\left(2\right)$

式(1)～(2)中：x_i-第i检测点的声速值；n-参与运算的检测点总数。

X₀＝m_x-λ₁*s_x(3)

式中λ₁为异常值判定系数，可根据式(4)概率函数

$\mathrm{\φ}\left({\mathrm{\λ}}_1\right)=\frac{1}{n}---\left(4\right)$

由正态分布函数表查出检测点总数n的λ₁值。

图3所示为本发明实施方式的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法详细流程图。

在本发明实施方式中，所述步骤100：确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤包括：

步骤110：确定待测混凝土的检测区域的步骤；

步骤120：根据所述检测区域生成X、Y两垂面检测区域网格图的步骤。

在本发明实施方式中，所述检测区域网格图的图中X、Y两垂面上的网格标注有编号。

在本发明实施方式中，所述步骤400：根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成对测面缺陷网格图的步骤包括：

步骤410：根据所述判定参数确定所述检测区域所对应的所述检测数据中的缺陷数据的步骤；

步骤420：根据所述缺陷数据确定所述检测区域的缺陷的步骤；

步骤430：将所述缺陷对应所述检测区域网格图中的网格进行标注的步骤；

步骤440：标注后的所述检测区域网格图形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤。

在步骤410中，所述检测点的超声波的声速值小于判定参数的确定为检测区域的缺陷数据。

在本发明实施方式中，所述步骤500：根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤包括：

步骤510：根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤；

步骤520：根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图中被标注的网格对Z面中网格进行标注的步骤；

步骤530：根据X、Y、Z空间缺陷三视图中被标注的网格确定所述待测混凝土缺陷的步骤。

以设定的所述待测混凝土的空间坐标系为基础，将待测混凝土的两个对面展开，再增加一个俯视图即可形成三视图。为方便表达并与前节定义坐标系相吻合，以俯视图Z面为中心，X面作为正视图，Y面作为右视图，形成三视图空间，在根据所述X、Y对测面缺陷网格图中被标注的网格对Z面中网格进行标注，如图4所示，就可以得到X、Y、Z空间缺陷三视图。

本发明提供一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，利用该方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 (7)

1.一种基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，包括：

确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤；

根据对测法对所述检测区域网格图中X、Y面所对应的所述检测区域进行超声波检测并获得检测数据的步骤；

根据所述检测数据获得判定参数的步骤；

根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤；

根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤。

2.根据权利要求1所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，所述确定待测混凝土的检测区域并形成所述检测区域的具有X、Y两垂面的检测区域网格图的步骤包括：

确定待测混凝土的检测区域的步骤；

根据所述检测区域生成X、Y两垂面检测区域网格图的步骤。

3.根据权利要求2所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，所述检测区域网格图的图中X、Y两垂面上的网格标注有编号。

4.根据权利要求1所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，所述检测数据包括所述超声波经过待测混凝土的距离，所述超声波经过待测混凝土的时间。

5.根据权利要求1所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，根据所述检测数据获得所述超声波的声速，并根据综合判定法处理所述声速获得判定参数。

6.根据权利要求1所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，所述根据所述判定参数确定所述检测区域网格图中网格所对应的所述检测区域的缺陷并形成对测面缺陷网格图的步骤包括：

根据所述判定参数确定所述检测区域所对应的所述检测数据中的缺陷数据的步骤；

根据所述缺陷数据确定所述检测区域的缺陷的步骤；

将所述缺陷对应所述检测区域网格图中的网格进行标注的步骤；

标注后的所述检测区域网格图形成X、Y对测面缺陷网格图的步骤。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于三视图原理的混凝土内部缺陷检测方法，其特征在于，所述根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤包括：

根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图生成X、Y、Z空间缺陷三视图的步骤；

根据三视图原理及所述X、Y对测面缺陷网格图中被标注的网格对Z面中网格进行标注的步骤；

根据X、Y、Z空间缺陷三视图中被标注的网格确定所述待测混凝土缺陷的步骤。