CN108020197B - 一种墙体形变的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种墙体形变检测方法，其利用红外热成像仪作为工具，在墙体区域进行三种方式的分隔，并在分隔位置通过不同斜度的红外热成像仪对墙体表面进行成像，有效强化墙体上微量形变、扭曲信息、并剔除错误信息，然后利用与墙体同种材质材料制成对比试块，在对比试块中进行临界腐蚀破坏作为对比来进行信息反馈，呈现出不同视角条件下的墙体结构中的形状变化，实现建筑体安全预警。本发明对墙体上微量形变信息进行检测分析，输出建筑的隐藏危险，快速、灵活，解决对现有大型建筑体强化墙体结构变形隐藏危险预警难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程领域中的安全检测技术，具体涉及一种墙体形变的检测方法。
背景技术
随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日益增多，且很多城市大型的工程建筑物（如大型水库大坝、大型写字楼建筑、高速公路天桥和市区内多层立交桥等）在建设过程中，对其质量的把控都有很严格的国家标准，而且这些建筑物在投入使用之前，都会对其先进行严格质量检验检查，合格后才可以投入使用。但是在投入使用到一定年限之后，由于建筑的主体结构本体受到自然灾害、外力突变等非人为破坏因素以及人类后期行为的干涉也开始进入设施的老年化阶段，建筑结构健康监测越来越重要，为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，需要对建筑物进行质量安全检测。
目前，建筑物墙体的形变检测主要依靠建成后的检查和定期检查，检查手段主要为目测及其他依靠工具的人工测量方式，但目测以及简单的人工监测在对结构体的内部进行深度检查时主要凭借个人经验，受个人主观因素的影响较大，即使是鉴定人员专业技术水准较高，也可能出现判断错误，若要提高准确性，也还需要借助另外的辅助工具进行检测，这种辅助工具通常是需要开孔将传感器或者探针伸入墙体内部，通过深度检查找出具体损害点，因而会对建筑物墙体结构体产生一定程度的破坏，同时在连续性、可用性、可靠性、精度以及效率等各方面都有不足之处；而超声检测作为常用的无损检测方法在检测时对测区的表面平整度比较苛求，且由于墙体损伤部分的表面往往比较疏松，对探测波容易造成衰减，因而也不太适合在受损建筑物墙体表面进行检测。也有利用热成像仪进行墙体形变检测的，这种方法利用太阳在墙体上照射后的热辐射和热传导性能，使得墙体形变缺陷处的温度分布与无损处的温度分布产生的明显差异进行检测，从而判定墙体质量，具有非接触检测、方便快捷的优点，但是现有技术中的红外检测都是采用大面积扫描检测的方式成像，仍然存在着测量误差大、测量精度不理想的缺陷，需要对其检测方法进行进一步改进。
基于上述原因，对建筑物墙体形变进行快速精确地检测，将对建筑物结构健康监测、安全性评估、损伤修复、安全维护提供管理、分析和病害预测方便的有效数据，并通过监测，预估并减少自然灾害和外力突变对结构的破坏，减少因此带来的损失，保障城市安全。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种墙体形变的检测方法，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种墙体形变的检测方法，包括以下操作步骤：
1、对待测墙体的墙体材料和墙体尺寸进行确认，在测试区域内将墙体分成若干方格单元，利用红外热成像仪依次测量每个方格单元内的墙体，测量时红外热成像仪正对墙体，并对每个方格单元分别成像。
2、在测试区域内将墙体分成若干等边三角形单元，利用红外热成像仪依次测量每个等边三角形单元，利用红外热成像仪测量每个等边三角形单元内的墙体，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈45°斜角，在一侧间隔测量等边三角形单元，然后在另一侧间隔测量剩下的未测量的等边三角形单元，并对每个方格单元分别成像。
3、在测试区域内将墙体分成若干扇形单元，这些扇形阵列紧靠在一起，且上弧面与相邻的扇形单元的下弧面叠合以使得墙体平面被这些扇形单元尽量覆盖，然后利用红外热成像仪测量每个扇形单元内的墙体，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈75~85°的斜角从下弧面方向取像，并对每个扇形单元分别成像。
4、将步骤1、2、3中的热成像图单元分别进行组合，然后将热成像图进行组合观察相邻单元格之间的边缘连续性，剔除掉连续性发生错误的单元格，并进行重新测量。
5、制作对比试块，将与墙体同种材质材料制成对比试块，所述对比试块尺寸为方格单元、等边三角形单元、扇形单元中尺寸最大的单元的面积的1.5~3倍，包括至少一组完好对比试块和一组分别进行过水浸、腐蚀、烘烤等临界形变处理的临界破坏对比试块。
6、将对比试块中心区域作为检测单元分别进行如步骤1、2、3的取样操作，并录入特征信息数据库中，然后将步骤4中得出的组合热成像图与对应的特征信息数据库进行对比，即可得到墙体的形变状态、形变发展趋势、形变位置等墙体形变信息。
在本发明中，操作步骤中步骤1、步骤2、步骤3中的方格单元、等边三角形单元和扇形单元的划分规则为：当测试墙体面积≤50m2时，方格单元、等边三角形单元、扇形单元的单元面积均≤4m2，而当测试墙体面积大于50m2时，方格单元、等边三角形单元和扇形单元的单元面积为5~8m2。同时，对于边缘面积未满的部分单独作为一格。
在本发明中，在利用红外热成像仪进行测量前，先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量，且测量时，保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为5~20S。
在本发明中，为了提高测量精度，所述红外热成像仪选用Fluke TiR1红外热成像仪，其准确率为±2℃或2%，探测器类型为160*120焦平面阵列，热灵敏度为≤70mK。
在本发明中，为提高测量时的数据稳定性和设备的灵敏度，测量优选在晴天的下午时段进行。
有益效果：本发明利用红外热成像仪进行建筑墙体的形变检测，能有效适应不同材料的墙体，同时也能适应多层复合墙体结构，通过将墙体面积量化分块测量再进行组合分析能有效强化墙体上微量形变、扭曲信息、并剔除错误信息，同时通过不同角度条件下的红外热成像仪测量值提高其精确度，呈现出不同视角条件下的墙体结构中的形状变化，实现建筑体安全预警，直观的显示输出建筑的隐藏危险，快速、灵活，解决对现有大型建筑体强化墙体结构变形隐藏危险预警难的问题，减少自然灾害和外力突变对结构的破坏，减少因此带来的损失，保障城市安全，实现建筑体安全预警。
附图说明
图1为本发明的步骤1条件下的方格单元分布示意图。
图2为本发明的步骤2条件下的等边三角形单元分布示意图。
图3为本发明的步骤3条件下的扇形单元分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
①对待测墙体的墙体材料和墙体尺寸进行确认，确认该墙体的面积为30m2，按照图1样式在测试区域内将墙体分成若干方格单元，其单格面积为4m2，利用红外热成像仪依次测量每个方格单元内的墙体，在测量前先利用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪正对墙体进行测量，测量时，保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为5S，并对每个方格单元分别成像。
②然后按照图2样式在测试区域内将墙体分成若干等边三角形单元，其单格面积为3m2，利用红外热成像仪依次测量每个等边三角形单元，利用红外热成像仪进行测量前，先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈45°斜角，保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为5S在一侧间隔测量等边三角形单元，然后在另一侧间隔测量剩下的未测量的等边三角形单元，并对每个方格单元分别成像。
③再按照图3样式在测试区域内将墙体分成若干扇形单元，其单格面积为3.6m2，这些扇形阵列紧靠在一起，且上弧面与相邻的扇形单元的下弧面叠合以使得墙体平面被这些扇形单元尽量覆盖，利用红外热成像仪测量每个扇形单元内的墙体，测量前先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈75~85°的斜角从下弧面方向取像，并保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为5S，并对每个扇形单元分别成像。
将方格单元、等边三角形单元、扇形单元中的热成像图单元分别进行组合，然后将热成像图进行组合观察相邻单元格之间的边缘连续性，剔除掉连续性发生错误的单元格，并进行重新测量。再在墙体测量完成后制作对比试块，将与墙体同种材质材料制成对比试块，该对比试块为方形墙体，面积为7.5m2，包括至少一组完好对比试块和一组分别进行过水浸、腐蚀、烘烤的临界形变处理的临界破坏对比试块。再将对比试块中心区域作为一个单个的检测单元分别进行如步骤①、②、③的取样操作，并录入特征信息数据库中，然后将录入的特征信息数据库中得出的组合热成像图与对应的特征信息数据库进行对比，即可得到墙体的形变状态、形变发展趋势、形变位置等墙体形变信息。
实施例二：
①对待测墙体的墙体材料和墙体尺寸进行确认，确认该墙体的面积为76m2，按照图1样式在测试区域内将墙体分成若干方格单元，其单格面积为8m2，利用红外热成像仪依次测量每个方格单元内的墙体，在测量前先利用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪正对墙体进行测量，测量时，保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为15S，并对每个方格单元分别成像。
②然后按照图2样式在测试区域内将墙体分成若干等边三角形单元，其单格面积为6m2，利用红外热成像仪依次测量每个等边三角形单元，利用红外热成像仪进行测量前，先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈45°斜角，保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为15S在一侧间隔测量等边三角形单元，然后在另一侧间隔测量剩下的未测量的等边三角形单元，并对每个方格单元分别成像。
③再按照图3样式在测试区域内将墙体分成若干扇形单元，其单格面积为6.8m2，这些扇形阵列紧靠在一起，且上弧面与相邻的扇形单元的下弧面叠合以使得墙体平面被这些扇形单元尽量覆盖，利用红外热成像仪测量每个扇形单元内的墙体，测量前先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈75~85°的斜角从下弧面方向取像，并保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为15S，并对每个扇形单元分别成像。
将方格单元、等边三角形单元、扇形单元中的热成像图单元分别进行组合，然后将热成像图进行组合观察相邻单元格之间的边缘连续性，剔除掉连续性发生错误的单元格，并进行重新测量。再在墙体测量完成后制作对比试块，将与墙体同种材质材料制成对比试块，该对比试块为方形墙体，面积为12m2，包括至少一组完好对比试块和一组分别进行过水浸、腐蚀、烘烤的临界形变处理的临界破坏对比试块。再将对比试块中心区域作为一个单个的检测单元分别进行如步骤①、②、③的取样操作，并录入特征信息数据库中，然后将录入的特征信息数据库中得出的组合热成像图与对应的特征信息数据库进行对比，即可得到墙体的形变状态、形变发展趋势、形变位置等墙体形变信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种墙体形变的检测方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
①对待测墙体的墙体材料和墙体尺寸进行确认，在测试区域内将墙体分成若干方格单元，利用红外热成像仪依次测量每个方格单元内的墙体，测量时红外热成像仪正对墙体，并对每个方格单元分别成像；
②在测试区域内将墙体分成若干等边三角形单元，利用红外热成像仪依次测量每个等边三角形单元，利用红外热成像仪测量每个等边三角形单元内的墙体，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈45°斜角，在一侧间隔测量等边三角形单元，然后在另一侧间隔测量剩下的未测量的等边三角形单元，并对每个方格单元分别成像；
③在测试区域内将墙体分成若干扇形单元，这些扇形阵列紧靠在一起，且上弧面与相邻的扇形单元的下弧面叠合以使得墙体平面被这些扇形单元尽量覆盖，然后利用红外热成像仪测量每个扇形单元内的墙体，测量时将红外热成像仪与墙体平面呈75~85°的斜角从下弧面方向取像，并对每个扇形单元分别成像；
④将步骤①、②、③中的热成像图单元分别进行组合，然后将热成像图进行组合观察相邻单元格之间的边缘连续性，剔除掉连续性发生错误的单元格，并进行重新测量；
⑤制作对比试块，将与墙体同种材质材料制成对比试块，所述对比试块尺寸为方格单元、等边三角形单元、扇形单元中尺寸最大的单元的面积的1.5~3倍，同时，对比试块包括至少一组完好对比试块和一组分别进行过水浸、腐蚀、烘烤临界形变处理的临界破坏对比试块；
⑥将对比试块中心区域作为检测单元分别进行如步骤1、2、3的取样操作，并录入特征信息数据库中，然后将步骤4中得出的组合热成像图与对应的特征信息数据库进行对比，即可得到墙体的形变状态、形变发展趋势、形变位置墙体形变信息。
2.根据权利要求1所述的墙体形变的检测方法，其特征在于，所述操作步骤中步骤①、步骤②、步骤③中的方格单元、等边三角形单元和扇形单元的划分规则为：当测试墙体面积≤50m2时，方格单元、等边三角形单元、扇形单元的单元面积均≤4m2，而当测试墙体面积大于50m2时，方格单元、等边三角形单元和扇形单元的单元面积为5~8m2，同时，对于边缘面积未满的部分单独作为一格。
3.根据权利要求1所述的墙体形变的检测方法，其特征在于，在利用红外热成像仪进行测量前，先用温度湿度记录仪记录墙面的真实温度，然后再进行红外热成像仪测量。
4.根据权利要求3所述的墙体形变的检测方法，其特征在于，测量过程中保持温度湿度记录仪记录采样，采样间隔设置为5~20S。
5.根据权利要求1所述的墙体形变的检测方法，其特征在于，所述红外热成像仪选用Fluke TiR1红外热成像仪，其准确率为±2℃或2%，探测器类型为160*120焦平面阵列，热灵敏度为≤70mK。
6.根据权利要求1所述的墙体形变的检测方法，其特征在于，测量在晴天的下午时段进行。
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Legal Events
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Address after: 410000 No. 101, No. 3 workshop, A District, No. 169, Jin Zhi Yuan, industrial zone, 169 hi Chi Road, hi tech Development Zone, Hunan. Patentee after: Hunan Xiangjian Zhike Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: 410000 No. 101, No. 3 workshop, A District, No. 169, Jin Zhi Yuan, industrial zone, 169 hi Chi Road, hi tech Development Zone, Hunan. Patentee before: HUNAN XIANGJIAN DETECTION Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A detection method for wall deformation Granted publication date: 20200310 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Changsha Wangcheng District sub branch Pledgor: Hunan Xiangjian Zhike Engineering Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980004640 |