CN113804763A - 基于圆形非对称测线布置的弹性波ct检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法及装置,该方法包括:在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,接收点安装有传感器;通过敲击激振点产生冲击弹性波,接收点接收弹性波的数据,进行弹性波CT检测;其中,激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不重合。本发明创新性地提出了采用“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式,采用激振点数与接收点数个数不同的测点布置方式;相比传统的测线布置方式,这样带来的好处在于:在不增加接收点数(接收通道数)的情况下,通过增加激振点数,并合理地布设激振点与接收点,大大提高了检测精度,并提高了检测效率。

Description

基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法及装置
技术领域
本发明涉及弹性波CT检测技术领域,具体涉及基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法及装置。
背景技术
基于冲击弹性波的圆形CT检测是检测圆柱形混凝土内部质量的重要方法,传统的测点(敲击点与接收点)布置方式其主要的特点是测线较为稀疏,激振点与接收点个数相同且位置重合,如图1所示。图1中的实心小方形点为激振点或者接收点(激振点与接收点重合),连线代表激振点与接收点之间的测线。在弹性波CT检测时,通常来说,测线越密,其测试的精度越高。而这种测点布置方式,其测线密度较低,导致其测试精度比较低。当然,如果需要提高测线密度,则需要同时增加激振点与接收点,这样就会导致测试时间大大延长或测试设备更加复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术圆形对称测线布置的弹性波CT检测方法的测点布置方式,其测线密度较低,导致其测试精度比较低;而如果需要提高测线密度,则需要增加激振点与接收点,这样就会导致测试时间大大延长或测试设备更加复杂的问题。
本发明目的在于提供基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法及装置,创新性地提出了采用“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式,采用激振点数与接收点数个数不同的测点布置方式;相比传统的测线布置方式,这样带来的好处在于:在不增加接收通道的情况下,通过增加激振点数,并合理地布设激振点与接收点,大大提高了检测精度,并提高了检测效率。
本发明通过下述技术方案实现:
第一方面,本发明提供了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,该方法包括:
在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,接收点安装有传感器;通过敲击激振点产生冲击弹性波,接收点接收弹性波的数据,进行弹性波CT检测;其中,激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不能重合。
工作原理是:基于现有技术圆形对称测线布置的弹性波CT检测方法的测点布置方式,其测线密度较低,导致其测试精度比较低;而如果需要提高测线密度,则需要增加激振点与接收点,这样就会导致测试时间大大延长或测试设备更加复杂的问题。本发明设计了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,创新地提出了采用“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式:激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不能重合;图2、图3中的实心小方形点为接收点,用于安装接收传感器;在大圆周上的小圆圈代表激振点;在实际的检测过程中,由于激振点只需要用激振锤进行敲击,而接收点则需要安装传感器。因此,不论是从效率还是从设备复杂程度上来说,增加激振点比增加接收点更加容易。基于这一特点,本发明创新性地提出了上面的布设方式。
相比于传统的方式而言,本发明的主要创新点在于:创新性地提出了采用激振点数与接收点数个数不同的测点布置方式。这样带来的好处在于:在不增加接收通道的情况下,通过增加激振点数,并合理地布设激振点与接收点,大大提高了检测精度,并提高了检测效率。
作为进一步地优选方案,所述的通过敲击激振点产生冲击弹性波,进行弹性波CT检测;具体包括:
通过敲击激振点产生冲击弹性波,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取并得到测线;这一点本发明利用计算机自动计算出角度大于45度的,自动剔除,大大降低人工劳动量。
选择合适的算法,比如比值法、能量比法、人工智能算法等,计算敲击点及接收点波形的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。然后,基于以上分析结构的混凝土质量。
作为进一步地优选方案,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线。这是考虑到冲击弹性波(P波)主要的能量集中在于其敲击方向成45度夹角的范围内,当夹角超过45度后,P波的能量非常弱,信噪比较低,为了确保检测精度,因此只保留45度角以内的数据。因此,需要利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,并只保留夹角小于45度的测线即可。
作为进一步地优选方案,在实际的检测过程中,由于激振点只需要用激振锤进行敲击,而接收点则需要安装传感器。因此,不论是从效率还是从设备复杂程度上来说,增加激振点比增加接收点更加容易。基于这一特点,所述接收点的个数小于激振点的个数,且激振点个数为接收点个数的整数倍。具体的设置个数可以采用以下设计:
(1)在圆周上均匀布置32个激振点与4个接收点。
(2)在圆周上均匀布置32个激振点与8个接收点。
作为进一步地优选方案,所述接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心,这样可以确保激振点与接收点互不干扰。
第二方面,本发明还提供了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测装置,该装置支持所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法;该装置包括:
布置单元,用于在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,所述接收点的个数小于激振点的个数;接收点安装有传感器,接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心;
弹性波产生单元,用于通过敲击激振点产生冲击弹性波;
测线选取单元,用于利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线;
处理单元,用于计算敲击点及接收点的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。
第三方面,本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法。
第四方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明创新地提出了采用“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式:激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不能重合;结合以上的“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式进行弹性波CT检测,这样带来的好处在于:在不增加接收通道的情况下,通过增加激振点数,并合理地布设激振点与接收点,大大提高了检测精度,并提高了检测效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为现有技术圆形对称测线布置的弹性波CT检测方法中的圆形对称测线布置示意图。
图2为本发明基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法中的圆形非对称测线布置示意图一。
图3为本发明基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法中的圆形非对称测线布置示意图二。
图4为本发明实施例缺陷示意图。
图5为本发明实施例缺陷仿真图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图2、图3所示,本发明基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,该方法包括:
在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,接收点安装有传感器;通过敲击激振点产生冲击弹性波,接收点接收弹性波的数据,进行弹性波CT检测;其中,激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不能重合。
为了进一步的对本实施例进行说明,所述的通过敲击激振点产生冲击弹性波,进行弹性波CT检测;具体包括:
通过敲击激振点产生冲击弹性波,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取并得到测线;
选择合适的算法,比如比值法、能量比法、人工智能算法等,计算敲击点及接收点的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。然后,基于以上分析结构的混凝土质量。
为了进一步的对本实施例进行说明,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线。这是考虑到冲击弹性波(P波)主要的能量集中在于其敲击方向成45度夹角的范围内,当夹角超过45度后,P波的能量非常弱,信噪比较低,为了确保检测精度,因此只保留45度角以内的数据。因此,需要利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,并只保留夹角小于45度的测线即可。
为了进一步的对本实施例进行说明,在实际的检测过程中,由于激振点只需要用激振锤进行敲击,而接收点则需要安装传感器。因此,不论是从效率还是从设备复杂程度上来说,增加激振点比增加接收点更加容易。基于这一特点,所述接收点的个数小于激振点的个数,且激振点个数为接收点个数的整数倍;具体的设置个数可以采用以下设计:
(1)在圆周上均匀布置32个激振点与4个接收点,如图2所示。
(2)在圆周上均匀布置32个激振点与8个接收点,如图3所示。
为了进一步的对本实施例进行说明,所述接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心。
为验证本发明测线布置方式的精度,现通过计算机模拟仿真来进行验证。如图4所示为缺陷示意图。采用计算机仿真,分别用两种测线方式(传统方式和本发明方式)来进行模拟,得到一下的两种结果见图5。图5中横向及纵向的数字均代表坐标,图中黑色区域为模拟出来的缺陷位置,其它区域无缺陷。从图5中可以看出,采用传统方式布置的测线其模拟结果与我们预设的模型相差甚远,而采用本发明的测线布置的模拟结果与预设结果更为吻合。
本发明设计了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,创新地提出了采用“圆形非对称”弹性波CT的测线布置方式:激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不能重合;图2中的实心小方形点为接收点,用于安装接收传感器;在大圆周上的小圆圈代表激振点;在实际的检测过程中,由于激振点只需要用激振锤进行敲击,而接收点则需要安装传感器。因此,不论是从效率还是从设备复杂程度上来说,增加激振点比增加接收点更加容易。基于这一特点,本发明创新性地提出了上面的布设方式。
相比于传统的方式而言,本发明的主要创新点在于:创新性地提出了采用激振点数与接收点数个数不同的测点布置方式。这样带来的好处在于:在不增加接收通道的情况下,通过增加激振点数,并合理地布设激振点与接收点,大大提高了检测精度,并提高了检测效率。
实施例2
如图2、图3所示,本实施例与实施例1的区别在于,本实施例提供了基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测装置,该装置支持实施例1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法;该装置包括:
布置单元,用于在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,所述接收点的个数小于激振点的个数;接收点安装有传感器,接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心;在实际的检测过程中,由于激振点只需要用激振锤进行敲击,而接收点则需要安装传感器。因此,不论是从效率还是从设备复杂程度上来说,增加激振点比增加接收点更加容易。基于这一特点,所述接收点的个数小于激振点的个数,且激振点个数为接收点个数的整数倍;具体的设置个数可以采用以下设计:
(1)在圆周上均匀布置32个激振点与4个接收点,如图2所示。
(2)在圆周上均匀布置32个激振点与8个接收点,如图3所示。
弹性波产生单元,用于通过敲击激振点产生冲击弹性波;
测线选取单元,用于利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线;
处理单元,用于计算敲击点及接收点的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。
各个单元的执行过程按照实施例1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法流程步骤执行即可,此实施例中不再一一赘述。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,该方法包括:
在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,接收点安装有传感器;通过敲击激振点产生冲击弹性波,接收点接收弹性波的数据,进行弹性波CT检测;其中,激振点与接收点个数不相等,且激振点与接收点位置不重合。
2.根据权利要求1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,所述的通过敲击激振点产生冲击弹性波,进行弹性波CT检测;具体包括:
通过敲击激振点产生冲击弹性波,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取并得到测线;
计算敲击点及接收点的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。
3.根据权利要求2所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线。
4.根据权利要求1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,在圆周上均匀布置32个激振点与4个接收点。
5.根据权利要求1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,在圆周上均匀布置32个激振点与8个接收点。
6.根据权利要求1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,所述接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心。
7.根据权利要求1所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法,其特征在于,所述接收点的个数小于激振点的个数,且激振点个数为接收点个数的整数倍。
8.基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测装置,其特征在于,该装置包括:
布置单元,用于在圆周上均匀布置若干个激振点与若干个接收点,所述接收点的个数小于激振点的个数;接收点安装有传感器,接收点的传感器布置于两个激振点之间的圆弧中心;
弹性波产生单元,用于通过敲击激振点产生冲击弹性波;
测线选取单元,用于利用余弦定理求取出测线与敲击方向的夹角,选取夹角小于45度的测线;
处理单元,用于计算敲击点及接收点的起始点,并计算出各个测线的传播时间;利用CT反演算法,计算出结构内部的波速分布。
9.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于圆形非对称测线布置的弹性波CT检测方法。
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