CN108827972A - 采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法及检测系统，属于建筑技术领域，其优点在于，减小自然条件对热红外成像的效果的影响，其技术方案要点是：步骤一，根据试验对象的类型、大小确定加热装置，并将加热装置安装在相应位置；步骤二，根据试验对象材质及当前所处环境选择合适的加热温度；步骤三，待检测对象被加热至预设温度后，拆除加热装置，保留温度检测装置；记录短时降温过程，根据降温速度确定热红外成像仪扫描开始时间；步骤四，开始热红外成像仪扫描工作，同时记录持续时间内的检测对象的温度变化；步骤五，根据成像结果和温度变化过程记录进行分析，对检测对象进行评价。

Description

采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法及检测系统

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法及检测系统。

背景技术

对于建筑物的外墙传统的粘贴饰面，我们可以将外墙分为墙体结构层、找平层和装饰面层三个基本层次。按缺陷在外墙出现位置，可以将建筑物外墙饰面的缺陷分为两类：第一类：面砖饰面与找平层间的脱粘空鼓；第二类：抹灰层与外墙主体基底的脱粘空鼓。与第一类空鼓相比，第二类空鼓重量大而且隐蔽，其坠落时对人的危害更大。

由于建筑物的外墙存在安全隐患，因此，需要定期对建筑物的外墙进行检修，尤其是高层建筑。针对建筑物特别是高层建筑的外墙检测，传统的检测方法如目测、敲击等手段主观随意性大、工作效率低，而且检测效果不佳。

在针对外墙空鼓的检测手段主要是通过热红外成像仪来实现的，当建筑外围护结构存在缺陷时，便在缺陷处产生温度异常，被热红外成像仪捕捉。虽然可以对缺陷部位进行扫描，但因建筑外围护结构不同方向因为阳光照射不均匀，使得建筑外围护结构温度存在自然的差异，使得扫描结果十分不理想。

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采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，其优点在于，减小自然条件对热红外成像的效果的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，包括以下步骤，

步骤一，根据试验对象的类型、大小确定加热装置，并将加热装置安装在相应位置；

步骤二，根据试验对象材质及当前所处环境选择合适的加热温度；

步骤三，待检测对象被加热至预设温度后，拆除加热装置，保留温度检测装置；记录短时降温过程，根据降温速度确定热红外成像仪扫描开始时间；

步骤四，开始热红外成像仪扫描工作，同时记录持续时间内的检测对象的温度变化；

步骤五，根据成像结果和温度变化过程记录进行分析，对检测对象进行评价。

通过采用上述技术方案，用加热装置对内墙体加热，提高墙体的温度，使室内空气中的温度远高于室外温度，当建筑外围护结构存在缺陷时，便在缺陷处产生温度异常，被热红外成像仪捕捉，使得建筑墙体不受自然条件的限制，这种方法不受建筑外围护结构不同方向因为阳光照射不均匀的影响，任何时间都能开展检测工作。

本发明进一步设置为：步骤一中加热装置为硅橡胶加热器或热箱或热辐射式加热器，将硅橡胶加热器通过双面胶层贴在试验对象的表面，在贴硅橡胶加热器之前在硅橡胶加热器朝向试验对象的一侧涂敷一层黄油层。

通过采用上述技术方案，硅橡胶加热器适用面积较大且在墙体拐弯处的加热，热箱便于对建筑面积较小的墙体进行加热，热辐射式加热器便于对不适合与建筑表面接触的位置进行加热，以满足多种需求，黄油便于将硅橡胶加热器贴在试验对象上时，使得硅橡胶加热器紧密帖在试验对象上，减小试验对象与硅橡胶加热器之间的间隙，使得试验对象加热均匀。

本发明进一步设置为：步骤五中对结果和温度变化每隔5-10分钟记录一次，每次记录相对应成像结果，操作者从中选出成像结果最清晰的为检测结果。

通过采用上述技术方案，通过每段时间的检测结果比对，选出最清晰的图像为检测结果。

本发明的另一个目的是提供一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，包括无人机、设置在无人机上的云台、固定于云台上的热红外成像仪以及设置在内墙体上的加热装置和温度检测装置。

通过采用上述技术方案，加热装置对墙体进行加热，温度检测装置对墙体的温度进行检测，当加热装置对墙体加热到一定温度后，启动无人机，使得无人机上的热红外成像仪对墙体进行照射，利用缺陷位置和正常结构之间存在温度差异的原理，能够使得无人机准确确定缺陷的位置。

本发明进一步设置为：所述加热装置为硅橡胶加热器，所述硅橡胶加热器通过第一连接件与内墙体连接。

通过采用上述技术方案，通过第一连接件将硅橡胶加热器与内墙可拆卸连接，便于在使用完加热装置后，拆卸加热装置。

本发明进一步设置为：所述第一连接件为设置在硅橡胶加热器中硅橡胶片朝向内墙体一侧的双面胶层。

通过采用上述技术方案，双面胶层方便将硅橡胶加热器中硅橡胶片贴到内墙体上，操作方便。

本发明进一步设置为：所述第一连接件为设置在硅橡胶加热器中硅橡胶片上的连接孔，所述连接孔内穿设有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过硅橡胶加热器中硅橡胶片进入墙体内。

通过采用上述技术方案，锁紧螺钉将硅橡胶加热器固定在内墙体上。

本发明进一步设置为：所述加热装置为靠近内墙体放置或通过第二连接件贴在内墙体上的热箱。

通过采用上述技术方案，热箱可以放置在内墙体一侧实现对内墙体的加热，此外通过第二连接件贴在内墙体上加快了内墙体上温度的升高速度。

本发明进一步设置为：所述第二连接件为设置在热箱朝向内墙体一侧的第一胶层或第二连接件为铰接设置在热箱背离内墙体一侧并将热箱抵触在内墙体上的支撑斜杆，所述支撑斜杆远离热箱的一端与地面抵触。

通过采用上述技术方案，第一胶层将热箱贴在内墙体上，支撑斜杆将热箱抵触在内墙体上，使得热箱固定稳定。

本发明进一步设置为：所述加热装置为靠墙放置的热辐射式加热器。

通过采用上述技术方案，热辐射式加热器放置在内墙体上，便于内墙体的加热。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：加热装置使室内空气中的温度远高于室外温度，当建筑外围护结构存在缺陷时，便在缺陷处产生温度异常，被热红外成像仪捕捉，热红外成像的效果较佳，且不受自然条件的约束，随时都能开展检测工作。

附图说明

图1为实施例1的检测方法流程图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例2的用于体现第一连接件的结构示意图；

图4为实施例2的用于体现锁紧螺钉的结构示意图；

图5为实施例2的用于体现热箱的结构示意图；

图6为实施例2的用于体现第二连接件的结构示意图；

图7为实施例2的用于体现热辐射式加热器的结构示意图。

图中，1、无人机；11、云台；12、热红外成像仪；13、硅橡胶加热器；14、温度检测装置；15、第一连接件；151、锁紧螺钉；152、连接孔；16、热箱；161、第二连接件；17、热辐射式加热器；2、内墙体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，如图1，包括以下步骤，

步骤一，根据试验对象的类型、大小确定加热装置，并将加热装置安装在相应位置；加热装置为硅橡胶加热器或热箱或热辐射式加热器，若在内墙面积大的情况下或在台阶型内墙或者拐角处，选用质地柔软的硅橡胶加热器，硅橡胶加热器中的硅橡胶片为带状的，便于与内墙体贴在一起。若在内墙面积小的情况下可以使用热箱或者热辐射式加热器。

将硅橡胶加热器通过双面胶层贴在试验对象的表面，在贴硅橡胶加热器之前在硅橡胶加热器朝向试验对象的一侧涂敷一层黄油层。黄油便于将硅橡胶加热器贴在试验对象上时，使得硅橡胶加热器紧密帖在试验对象上，减小试验对象与硅橡胶加热器之间的间隙，使得试验对象加热均匀。

步骤二，根据试验对象材质及当前所处环境选择合适的加热温度。此时温度由放置在试验对象上的温度检测装置测得，温度检测装置为PT1000温度传感器。PT1000温度传感器通过显示屏来显示测量的温度数据。

步骤三，待检测对象被加热至预设温度后，拆除加热装置，保留温度检测装置；记录短时降温过程，根据降温速度确定热红外成像仪扫描开始时间；步骤四，开始热红外成像仪扫描工作，同时记录持续时间内的检测对象的温度变化。

或步骤三中待检测对象被加热至预设温度后，不用拆除加热装置，先用热红外成像仪扫描，若扫描的结果可以，则继续扫描，节约了拆除加热装置的时间；若扫描结果不好，则按照之前步骤三中的拆除加热装置，使得内墙体冷却，此时墙体缺陷处与墙体的散热速度不同，使得墙体缺陷处与正常的墙体存在温差，便于热红外成像仪成像效果佳。

例如：工厂预制构件现场拼缝，试验过程为预加热拼缝相邻部位至80~100℃，加热完成后立即启动热红外成像仪扫描工作，看此时热红外成像仪采集的温度图像局部差异化是否明显，如不明显则采取降温措施，自然冷却外可以让风扇对预加热拼缝加热部位进行冷却，此时温度检测装置一直放置在靠近预加热拼缝加热部位，等待降温每15℃扫描一次并记录，至加热部位温度不高于非加热部位温度6℃为最后一次扫描；采取冷却措施加快了检测速度，提高了效率。

步骤五，根据成像结果和温度变化过程记录进行分析，对检测对象进行评价。在墙体冷却过程中，操作者对结果和温度变化进行记录，每次记录相对应成像结果，操作者从中选出成像结果最清晰的为检测结果。

利用缺陷位置和正常结构之间存在温度差异的原理，能够准确确定缺陷的位置，及时消除隐患。加热装置使室内空气中的温度远高于室外温度，当建筑外围护结构存在缺陷时，便在缺陷处产生温度异常，被热红外成像仪捕捉。关键是这种主动热源法，相对于靠太阳光等被动热源法产生室内外温差，优势在于，其一是放大了有用信号，解决了原本被干扰信号压制得难以分辨的有用信号，能够清楚地显示；其二不受自然条件的限止，这种方法不受建筑外围护结构不同方向因为阳光照射不均匀的影响；其三是不受时间的限制，不管晚上还是白天任何时间都能开展检测工作，使热红外成像在建筑检测方向上成为真正意义上的常规高效的检测手段。

实施例2：一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，如图2，包括无人机1、设置在无人机1上的云台11、固定于云台11上的热红外成像仪12以及设置在内墙体2上的加热装置和温度检测装置14。温度检测装置14为放置在内墙体2上的PT1000温度传感器，且靠近检测位置。

如图2，加热装置为硅橡胶加热器13，如图3，硅橡胶加热器13通过第一连接件15与内墙体2连接，在施工时将若干硅橡胶加热器13中的硅橡胶片均匀的通过第一连接件15贴在内墙上，对内墙进行加热。

如图3，第一连接件15为设置在硅橡胶加热器13中硅橡胶片朝向内墙体2一侧的双面胶层，双面胶层一面贴附在硅橡胶片上，另一面贴附在内墙体2上，在使用时安装方便，不使用时将硅橡胶片从内墙体2撕下即可。

如图4，或第一连接件15为设置在硅橡胶加热器13中硅橡胶片上的连接孔152，连接孔152内穿设有锁紧螺钉151，锁紧螺钉151穿过硅橡胶加热器13中硅橡胶片进入墙体内。

如图5，或加热装置为靠近内墙体2放置或通过第二连接件161贴在内墙体2上的热箱16，热箱16放置在内墙体2的一侧也可对内墙体2进行加热，贴在内墙体2上对内墙体2加热速度加快，可根据需要合理选择热箱16的固定方式；如图5和图6，第二连接件161为设置在热箱16朝向内墙体2一侧的第一胶层或第二连接件161为铰接设置在热箱16背离内墙体2一侧并将热箱16抵触在内墙体2上的支撑斜杆，支撑斜杆远离热箱16的一端与地面抵触，此时支撑斜杆对热箱16提供支撑力。热箱16为无线式墙体传热系数现场检测装置中的加热箱16。

如图7，或加热装置为靠墙放置的热辐射式加热器17。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，其特征是：包括以下步骤，

步骤一，根据试验对象的类型、大小确定加热装置，并将加热装置安装在相应位置；

步骤二，根据试验对象材质及当前所处环境选择合适的加热温度；

步骤三，待检测对象被加热至预设温度后，拆除加热装置，保留温度检测装置；记录短时降温过程，根据降温速度确定热红外成像仪扫描开始时间；

步骤四，开始热红外成像仪扫描工作，同时记录持续时间内的检测对象的温度变化；

步骤五，根据成像结果和温度变化过程记录进行分析，对检测对象进行评价。

2.根据权利要求1所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，其特征是：步骤一中加热装置为硅橡胶加热器或热箱或热辐射式加热器，将硅橡胶加热器通过双面胶层贴在试验对象的表面，在贴硅橡胶加热器之前在硅橡胶加热器朝向试验对象的一侧涂敷一层黄油层。

3.根据权利要求1所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷方法，其特征是：步骤五中对结果和温度变化每隔5-10分钟记录一次，每次记录相对应成像结果，操作者从中选出成像结果最清晰的为检测结果。

4.一种采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：包括无人机（1）、设置在无人机（1）上的云台（11）、固定于云台（11）上的热红外成像仪（12）以及设置在内墙体（2）上的加热装置和温度检测装置（14）。

5.根据权利要求4所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述加热装置为硅橡胶加热器（13），所述硅橡胶加热器（13）通过第一连接件（15）与内墙体（2）连接。

6.根据权利要求5所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述第一连接件（15）为设置在硅橡胶加热器（13）中硅橡胶片朝向内墙体（2）一侧的双面胶层。

7.根据权利要求5所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述第一连接件（15）为设置在硅橡胶加热器（13）中硅橡胶片上的连接孔（152），所述连接孔（152）内穿设有锁紧螺钉（151），所述锁紧螺钉（151）穿过硅橡胶加热器（13）中硅橡胶片进入墙体内。

8.根据权利要求4所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述加热装置为靠近内墙体（2）放置或通过第二连接件（161）贴在内墙体（2）上的热箱（16）。

9.根据权利要求8所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述第二连接件（161）为设置在热箱（16）朝向内墙体（2）一侧的第一胶层或第二连接件（161）为铰接设置在热箱（16）背离内墙体（2）一侧并将热箱（16）抵触在内墙体（2）上的支撑斜杆，所述支撑斜杆远离热箱（16）的一端与地面抵触。

10.根据权利要求4所述的采用主动热源热红外成像检测外墙缺陷的检测系统，其特征是：所述加热装置为靠墙放置的热辐射式加热器（17）。