CN106568801A - 外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，无损检测方法包括以下步骤：步骤1：建立外保温墙体保温板缺陷数据库；步骤2：利用红外线热成像仪进行拍摄；步骤3：对步骤2拍摄的红外线热成像图片进行处理；本发明操作简单、高效、可操作性强；对外保温墙体保温板缺陷情况初步进行分析；监测区域可以根据实际情况调整；非接触；测量方法简单易行；可以对红外线图片进行二次分析；可以根据需要提高检测精度。

Description

外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法

技术领域：

本发明属于结构无损检测技术领域，具体涉及外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法。

背景技术：

我国建筑市场近几年发展迅速，建筑工程作为民生工程的重要组成部分，质量安全意义深远，但是我国建筑市场质量问题堪忧；外墙外保温工程施工复杂，施工方的水平有限，使得满足要求的外墙外保温工程甚少；地基的不均匀沉降同样会引起外墙保温结构开裂；外墙长期处于室外环境，经受湿度、风雨等气候变化，作为一个热不稳定体，不同季节、白昼交替，墙体内外温度差会带来干缩、湿胀、以及冻融，都会不同程度的引起墙体变形；材料系统内部不相容或破坏性的化学变化也会引起变形；以及生物破坏给外保温工程带来威胁。

因此生活中经常出现墙体表面空鼓、开裂以及保温板脱落的现象，而经过冬夏气温循环变化开裂的现象更加普遍已经是一个质量通病，且无法得到有效的预防，而外保温系统一旦发生开裂，不但保温性能就发生很大改变，满足不了节能设计要求，而且威胁人们的生命财产安全，我国的外墙外保温工程很难保证25年的使用年限，部分工程仅可使用3～5年，越来越多的专家认识到外墙外保温工程耐久性问题，担心在未来几年或十几年后外墙外保温工程出现全国性的大面积或整体破坏的灾难性后果。

正是因为我国外保温墙体保温板工程存在诸多问题，而现有的装置或者是现有的技术没有能及时检测出上述缺陷，所以一种针对外保温墙体保温板工程损伤情况的检测方法亟待提出。

发明内容：

本发明提供一种外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，以此来解决现有技术中存在的问题，从而对外保温墙体保温板缺陷情况的初步进行分析；监测区域可以根据实际情况调整、非接触、测量方法简单易行、可以对红外线图片进行二次分析，可以根据需要提高检测精度。

本发明是通过一下技术方案来实现的：外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，所述的无损检测方法包括以下步骤：

步骤1：建立外保温墙体保温板缺陷数据库；

步骤2：利用红外线热成像仪进行拍摄；

步骤3：对步骤2拍摄的红外线热成像图片进行处理。

所述的步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：建立数据表格，数据表格包括如下参数：外保温墙体工程做法、热源值、加载时间、温度差值、缺陷深度、缺陷厚度和墙体吸收热量值；

步骤1.2：首先取外保温墙体工程做法为N_n，外保温墙体保温板的缺陷部位的厚度为h_n；取外保温墙体保温板的缺陷部位的缺陷深度为H_n，n的取值为(1，2，3…………n)

步骤1.3：利用加热灯对墙体一直进行加热，且设置热源值为E_n对墙体加热大于十分钟后，在t₀₁时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₁时刻墙体正常位置的温度为T₀₁，缺陷位置的温度为T_001，。，在同一位置t₀₂时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₂时刻的墙体正常位置的温度为T₀₂，缺陷位置的温度为T_002。；

步骤1.4：根据步骤1.2中利用红外热成像仪对同一墙体，同一位置，t₀₁时刻与t₀₂时刻拍摄的温度，计算加载时间Δt₁，如公式(1)所示：

Δt₁＝t₀₂-t₀₁ (1)

步骤1.5：根据步骤1.3中记录的t₀₁时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₁时刻的正常位置的温度T₀₁与缺陷位置的温度T₀₀₁的温度差值，记做ΔT_01。，且ΔT_01。＝T₀₀₁-T₀₁，根据步骤1.2中记录的t₀₂时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₂时刻的正常位置的温度T₀₂与缺陷位置的温度T₀₀₂。的温度差值，记做Δt₀₂，且Δt_02＝T₀₀₂-T₀₂，然后计算Δt₀₂与Δt₀₁的温度差值ΔT₁，如公式(2)所示：

ΔT₁＝Δt₀₂-Δt₀₁ (2)

步骤1.6：计算出墙体墙体吸收热量值C，如公式(3)所示：

C＝E_n×Δt_n (3)

步骤1.7：建立数据库：将步骤1.2到步骤1.5测得的数据，填写到数据表格中即可；

步骤1.8：考虑到实际外保温墙体工程做法不同，重复步骤1.2到步骤1.5，测得N组数据，并将测得的数据，填写到数据表格中，完善数据库参数。

所述的步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：每500m²墙体，利用5个红外热成像仪结合实际检测工程需要选取5个拍摄区域位置同时进行红外线拍摄，5个拍摄区域位置分别记作为A、B、C、D、E，且设置每个拍摄区域面积均为5×5m²；

步骤2.2：在墙体的上端设置有太阳辐射能量表，此太阳辐射能量表用来测定墙体吸收的热量；

步骤2.3：将红外热成像仪设置在距离墙体L处，L设置在15m-30m之间，且设置红外热成像仪的拍摄角度α设置在(-20°，+20°)之间，选取日照充足的天气进行拍摄，拍摄时间设置为建筑物东立面的7am-9am，建筑物南立面为11am-1pm，建筑物西立面为3pm-5pm，建筑物北立面为11am-1pm，拍摄时间任取上面的一组；

步骤2.4：对于A拍摄区域，记录红外热成像仪开始拍摄的时间点为t₁，打开太阳辐射能量表，根据步骤1中建立的数据库选取并确定一个墙体吸收热量值C，待太阳辐射能量表屏幕显示选取的热源值时，记录红外热成像仪终止拍摄的时间点为t₂；

所述的步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据步骤2.4中对A拍摄区域，在t₁，时刻和t₂时刻拍摄的图像中，利用Smartview分别提取n条t₁，时刻和t₂时刻拍摄图像的位置-温度图像，n值越大精度越高；

步骤3.2：将步骤3.1中提取的t₁，时刻和t₂时刻的位置-温度曲线做差值，得到Δt₂₁曲线；

步骤3.3：对于B、C、D、E拍摄区域，重复步骤2、步骤3.1和步骤3.2；

步骤3.4：根据步骤2和步骤3.2测出的数据，数据包括热源值、温度差值、外保温墙体工程做法，查看步骤1中建立的外保温墙体保温板缺陷数据库，从而确定墙体的缺陷厚度h和缺陷深度H。

无损检测是建立在现代科学基础上的一门应用型技术学科，它的前提条件是不损害检测内部的结构，检测结构物理内部或表面的物理性能、状态特征以及内部结构，检测物体内部是否连续性或者缺陷，从而为判断物体性能提供依据。

本发明使用5个红外线热成像仪分别对拍摄区域进行拍摄，可以达到同步测量的效果，用一个太阳辐射能量表放在墙体位置测定墙体所吸收热量，可以对热量吸收情况进行更好的把控。

本发明通过红外线热成像仪和太阳辐射能量表的使用，以及拍摄时间、角度、拍摄距离、识别区域等条件的限制，和数据的处理方法，可以较好的对红外线热成像图进行分析，对保温板缺陷情况进行初步分析。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：外保温墙体保温板缺陷情况初步进行分析；监测区域可以根据实际情况调整；非接触；测量方法简单易行；可以对红外线图片进行二次分析；可以根据需要提高检测精度。

附图说明：

图1为本发明具体实施例中的墙体剖面结构示意图；

图2为本发明具体实施例中的红外线热成像仪拍摄示意图；

图3为本发明具体实施例中外保温墙体保温板缺陷数据库；

图4为本发明具体实施例中的步骤3.2：得到Δt₂₁曲线的示意图；

图5红外线热成像图分析位置-温度曲线提取位置示意图。

图中：1外保温墙体外墙表面，2保温层，3结构层，4缺陷部位，5红外线热成像仪，6拍摄区域，7外墙体表面区域，8太阳辐射能量表，h为缺陷厚度，H为缺陷深度。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述，以便进一步了解本发明，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

结合图1，墙体包括外保温墙体外墙表面1、外保温墙体外墙表面1的另一侧设置有保温层2，保温层2的另一侧设置有结构层3，缺陷部位在保温层2上，且缺陷部位的深度为H，缺陷厚度为h；

结合图2、图3：外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，所述的无损检测方法包括以下步骤：

步骤1：建立外保温墙体保温板缺陷数据库；

步骤2：利用红外线热成像仪进行拍摄；

步骤3：对步骤2拍摄的红外线热成像图片进行处理。

所述的步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：建立数据表格，数据表格包括如下参数：外保温墙体工程做法、热源值、加载时间、温度差值、缺陷深度、缺陷厚度和墙体吸收热量值；

步骤1.2：首先取外保温墙体工程做法为N_n，外保温墙体保温板的缺陷部位的厚度为h_n；取外保温墙体保温板的缺陷部位的缺陷深度为H_n，n的取值为(1，2，3…………n)

步骤1.3：利用加热灯对墙体一直进行加热，且设置热源值为E_n对墙体加热大于十分钟后，在t₀₁时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₁时刻墙体正常位置的温度为T₀₁，缺陷位置的温度为T_001，。，在同一位置t₀₂时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₂时刻的墙体正常位置的温度为T₀₂，缺陷位置的温度为T_002。；

步骤1.4：根据步骤1.2中利用红外热成像仪对同一墙体，同一位置，t₀₁时刻与t₀₂时刻拍摄的温度，计算加载时间Δt₁，如公式(1)所示：

Δt₁＝t₀₂-t₀₁ (1)

步骤1.5：根据步骤1.3中记录的t₀₁时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₁时刻的正常位置的温度T₀₁与缺陷位置的温度T₀₀₁的温度差值，记做ΔT_01。，且ΔT_01。＝T₀₀₁-T₀₁，根据步骤1.2中记录的t₀₂时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₂时刻的正常位置的温度T₀₂与缺陷位置的温度T₀₀₂。的温度差值，记做Δt₀₂，且Δt₀₂＝T₀₀₂-T₀₂，然后计算Δt₀₂与Δt₀₁的温度差值ΔT₁，如公式(2)所示：

ΔT₁＝Δt₀₂-Δt₀₁ (2)

步骤1.6：计算出墙体吸收热量值C，如公式(3)所示：

C＝E_n×Δt_n (3)

步骤1.7：建立数据库：将步骤1.2到步骤1.5测得的数据，填写到数据表格中即可；

步骤1.8：考虑到实际外保温墙体工程做法不同，重复步骤1.2到步骤1.5，测得N组数据，并将测得的数据，填写到数据表格中，完善数据库参数。

所述的步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：每500m²墙体，利用5个红外热成像仪5结合实际检测工程需要选取5个拍摄区域6位置同时进行红外线拍摄，5个拍摄区域6位置分别记作为A、B、C、D、E，且设置每个拍摄区域6面积均为5×5m²；

步骤2.2：在墙体的上端设置有太阳辐射能量表8，此太阳辐射能量表8用来测定墙体吸收的热量；

步骤2.3：将红外热成像仪设置在距离墙体L处，L设置在15m-30m之间，且设置红外热成像仪5的拍摄角度α设置在(-20°，+20°)之间，选取日照充足的天气进行拍摄，拍摄时间设置为建筑物东立面的7am-9am，建筑物南立面为11am-1pm，建筑物西立面为3pm-5pm，建筑物北立面为11am-1pm，拍摄时间任取上面的一组；

步骤2.4：对于A拍摄区域，记录红外热成像仪开始拍摄的时间点为t₁，打开太阳辐射能量表8，根据步骤1中建立的数据库选取并确定一个墙体墙体吸收热量值C，待太阳辐射能量表8屏幕显示选取的热源值时，记录红外热成像仪5终止拍摄的时间点为t₂；

所述的步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据步骤2.4中对A拍摄区域，在t₁，时刻和t₂时刻拍摄的图像中，利用Smartview分别提取n条t₁，时刻和t₂时刻拍摄图像的位置-温度图像，n值越大精度越高；

步骤3.2：将步骤3.1中提取的t₁，时刻和t₂时刻的位置-温度曲线做差值，得到Δt₁₂曲线；

步骤3.3：对于B、C、D、E拍摄区域，重复步骤2、步骤3.1和步骤3.2；

步骤3.4：根据步骤2和步骤3.2测出的数据，数据包括热源值、温度差值、外保温墙体工程做法，查看步骤1中建立的外保温墙体保温板缺陷数据库，从而确定墙体的缺陷厚度h和缺陷深度H。

本发明原理：采用红外线热成像技术开发的外保温墙体保温板缺陷情况的无损检测技术，因为任何高于绝对零度的物体表面都在无时无刻发射红外辐射，且物体表面的红外辐射情况与物体表面温度有关，温度越高，物体的辐射能力越强，本发明在具体的实施过程中，在同一个位置，选取两个不同时刻，利用红外线热成像仪进行拍摄，进而进行分析。

结合图4(a)图，假设同一部位t₁时刻红外线热成像图为曲线t₁，t₂时刻红外线热成像图为曲线t₂，Δt₂₁＝t₂-t₁，则图4(b)为Δt₂₁的图像。

和图5：A为同一部位t₁时刻红外线热成像图，B为同一部位t₂时刻红外线热成像图，其中Z_1...n表示数据提取位置1到n。

本发明在红外线热成像图片进行处理中要根据墙体表面实际材料情况选择合理的发射率，发射率是为该波长的一个微小波长间隔内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。

本发明使用5个红外线热成像仪分别对拍摄区域进行拍摄，可以达到同步测量的效果，用一个太阳辐射能量表放在墙体位置测定墙体所吸收热量，可以对热量吸收情况进行更好的把控。

本发明通过红外线热成像仪和太阳辐射能量表的使用，以及拍摄时间、角度、拍摄距离、识别区域等条件的限制，和数据的处理方法，可以较好的对红外线热成像图进行分析，对保温板缺陷情况进行初步分析。

本发明的外保温墙体保温板缺陷情况初步进行分析，监测区域可以根据实际情况调整；非接触；测量方法简单易行；可以对红外线图片进行二次分析；可以根据需要提高检测精度。

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

明作的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 (4)

1.外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，其特征在于：所述的无损检测方法包括以下步骤：

步骤1：建立外保温墙体保温板缺陷数据库；

步骤2：利用红外线热成像仪进行拍摄；

步骤3：对步骤2拍摄的红外线热成像图片进行处理。

2.根据权利要求1所述的外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，其特征在于：所述的步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：建立数据表格，数据表格包括如下参数：外保温墙体工程做法、热源值、加载时间、温度差值、缺陷深度、缺陷厚度和墙体吸收热量值；

步骤1.2：首先取外保温墙体工程做法为N_n，外保温墙体保温板的缺陷部位的厚度为h_n；取外保温墙体保温板的缺陷部位的缺陷深度为H_n，n的取值为(1，2，3…………n)

步骤1.3：利用加热灯对墙体一直进行加热，且设置热源值为E_n对墙体加热大于十分钟后，在t₀₁时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₁时刻墙体正常位置的温度为T₀₁，缺陷位置的温度为T₀₀₁，。，在同一位置t₀₂时刻利用红外热成像仪对墙体表面进行拍摄，并记录t₀₂时刻的墙体正常位置的温度为T₀₂，缺陷位置的温度为T_002。；

步骤1.4：根据步骤1.2中利用红外热成像仪对同一墙体，同一位置，t₀₁时刻与t₀₂时刻拍摄的温度，计算加载时间Δt₁，如公式(1)所示：

Δt₁＝t₀₂-t₀₁ (1)

步骤1.5：根据步骤1.3中记录的t₀₁时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₁时刻的正常位置的温度T₀₁与缺陷位置的温度T₀₀₁的温度差值，记做ΔT_01。，且ΔT_01。＝T_001--T₀₁，根据步骤1.2中记录的t₀₂时刻的墙体表面温度，计算出墙体在t₀₂时刻的正常位置的温度T₀₂与缺陷位置的温度T_002。的温度差值，记做Δt₀₂，且Δt₀₂＝T₀₀₂-T₀₂，然后计算Δt₀₂与Δt₀₁的温度差值ΔT₁，如公式(2)所示：

ΔT₁＝Δt₀₂-Δt₀₁ (2)

步骤1.6：计算出墙体吸收热量值C，如公式(3)所示：

C＝E_n×Δt_n (3)

步骤1.7：建立数据库：将步骤1.2到步骤1.5测得的数据，填写到数据表格中即可；

步骤1.8：考虑到实际外保温墙体工程做法不同，重复步骤1.2到步骤1.5，测得N组数据，并将测得的数据，填写到数据表格中，完善数据库参数。

3.根据权利要求1所述的外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：每500m²墙体，利用5个红外热成像仪结合实际检测工程需要选取5个拍摄区域位置同时进行红外线拍摄，5个拍摄区域位置分别记作为A、B、C、D、E，且设置每个拍摄区域面积均为5×5m²；

步骤2.2：在墙体的上端设置有太阳辐射能量表，此太阳辐射能量表用来测定墙体吸收的热量；

步骤2.3：将红外热成像仪设置在距离墙体L处，L设置在15m-30m之间，且设置红外热成像仪的拍摄角度α设置在(-20°，+20°)之间，选取日照充足的天气进行拍摄，拍摄时间设置为建筑物东立面的7am-9am，建筑物南立面为11am-1pm，建筑物西立面为3pm-5pm，建筑物北立面为11am-1pm，拍摄时间任取上面的一组；

步骤2.4：对于A拍摄区域，记录红外热成像仪开始拍摄的时间点为t₁，打开太阳辐射能量表，根据步骤1中建立的数据库选取并确定一个墙体吸收热量值C，待太阳辐射能量表屏幕显示选取的热源值时，记录红外热成像仪终止拍摄的时间点为t₂。

4.根据权利要求1所述的外保温墙体保温板缺陷的无损检测方法，其特征在于：所述的步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据步骤2.4中对A拍摄区域，在t₁，时刻和t₂时刻拍摄的图像中，利用Smartview分别提取n条t₁，时刻和t₂时刻拍摄图像的位置-温度图像，n值越大精度越高；

步骤3.2：将步骤3.1中提取的t₁，时刻和t₂时刻的位置-温度曲线做差值，得到Δt₂₁曲线；

步骤3.3：对于B、C、D、E拍摄区域，重复步骤2、步骤3.1和步骤3.2；

步骤3.4：根据步骤2和步骤3.2测出的数据，数据包括热源值、温度差值、外保温墙体工程做法，查看步骤1中建立的外保温墙体保温板缺陷数据库，从而确定墙体的缺陷厚度h和缺陷深度H。