CN114235687A - 一种表面损伤检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种表面损伤检测设备及方法，包括基座、第一控制台、第二控制台、第三控制台、激光测距部及处理装置，基座的第一表面设置有检测区域，第一控制台设置于基座的第一表面并位于检测区域的一侧，第一控制台沿第一方向延伸，第二控制台与第一控制台连接并能够沿第一方向移动，第二控制台沿第二方向延伸，且第二控制台至少部分位于第一控制台靠近检测区域的一侧，第三控制台与第二控制台连接并能够沿第二方向移动，第三控制台沿第一方向延伸，第三控制台至少部分位于第二控制台靠近检测区域的一侧，激光测距部与第三控制台连接，激光测距部的发射部与检测区域相对，处理装置与激光测距部连接，处理装置用于接收激光测距部的数据并进行处理。

Description

一种表面损伤检测设备及方法

技术领域

本申请涉及无机材料检测技术领域，尤其涉及一种表面损伤检测设备及方法。

背景技术

混凝土作为一种低成本、易生产的工程材料被广泛应用于各种环境中。成型后混凝土表面在外界严酷环境(如：冻融、氯离子渗透、硫酸盐侵蚀、碳化及多种环境因素耦合等)的作用下会产生凹陷，不仅会影响成型后混凝土外观面的美观性，而且破坏了成型后混凝土结构的完整性，使成型后混凝土结构的力学性能、耐久性能等降低，且缩短了成型后混凝土结构的使用寿命。

目前，以成型后混凝土表面经受多次环境作用后的表面剥落量作为表征手段来判断成型后混凝土表面损伤程度。该方法要求先精确收集成型后混凝土表面由于损伤所产生的微小碎片，进而进行清洗、过滤、烘干处理后称重以获取表面剥落量。

但是，由于实际工程无法完成对成型后混凝土表面剥落物的精确收集，导致上述方法无法适用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种表面损伤检测设备及方法。

第一方面，本申请实施例提供一种表面损伤检测设备，包括：基座、第一控制台、第二控制台、第三控制台、激光测距部及处理装置，所述基座的第一表面设置有检测区域，所述第一控制台设置于所述基座的第一表面并位于所述检测区域的一侧，所述第一控制台沿第一方向延伸，所述第二控制台与所述第一控制台连接并能够沿所述第一方向移动，所述第二控制台沿第二方向延伸，且所述第二控制台至少部分位于所述第一控制台靠近所述检测区域的一侧，所述第三控制台与所述第二控制台连接并能够沿所述第二方向移动，所述第三控制台沿所述第一方向延伸，所述第三控制台至少部分位于所述第二控制台靠近所述检测区域的一侧，所述激光测距部与所述第三控制台连接，所述激光测距部的发射部与所述检测区域相对，所述处理装置与所述激光测距部连接，所述处理装置用于接收所述激光测距部的数据并进行处理。

在本申请一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向垂直。

在本申请一些实施例中，所述第一控制台包括：第一轴座、第一驱动部、第一限位开关及第二限位开关，所述第一轴座与所述基座的第一表面连接，所述第一轴座沿所述第一方向延伸，所述第一轴座上设置有沿所述第一方向延伸的第一丝杆，所述第一驱动部与所述第一丝杆连接，所述第一驱动部驱动所述第一丝杆转动，所述第一限位开关和所述第二限位开关均可拆卸的设置于所述第一轴座上，且所述第一限位开关和所述第二限位开关均临近所述第一丝杆设置；其中，所述第二控制台与所述第一丝杆螺接。

在本申请一些实施例中，所述第一驱动部与控制器连接，所述控制器用于调整所述第一驱动部的驱动力，并用于调整所述第一限位开关和所述第二限位开关的移动，且所述控制器与所述处理装置连接以使所述处理装置能够获取所述控制器的数据；和/或，所述第一驱动部包括：第一差动齿轮组件，所述第一差动齿轮组件包括：多个不同尺寸的第一齿轮，且所述第一丝杆能够与所述第一差动齿轮组件中的任一第一齿轮啮合；和/或，所述第一丝杆与所述第一驱动部可拆卸的连接。

在本申请一些实施例中，所述第二控制台包括：第二轴座、第二驱动部、第三限位开关及第四限位开关，所述第二轴座与所述第一丝杆螺接，所述第二轴座沿所述第二方向延伸，且所述第二轴座上设置有沿所述第二方向延伸的第二丝杆，所述第二驱动部与所述第二丝杆连接，所述第二驱动部驱动所述第二丝杆转动，所述第三限位开关和所述第四限位开关均可拆卸的设置于所述第二轴座上，且所述第三限位开关和所述第四限位开关均临近所述第二丝杆设置；其中，所述第三控制台与所述第二丝杆螺接。

在本申请一些实施例中，所述第二驱动部包括：第二差动齿轮组件，所述第二差动齿轮组件包括：多个不同尺寸的第二齿轮，且所述第二丝杆能够与所述第二差动齿轮组件中的任一第二齿轮啮合；和/或，所述第二丝杆与所述第二驱动部可拆卸的连接。

在本申请一些实施例中，所述第三控制台包括：第三轴座和调高轴，所述第三轴座与所述第二丝杆螺接，所述第三轴座沿所述第一方向延伸，所述调高轴设于所述第三轴座背离所述基座的一侧并向远离所述第三轴座的方向延伸；其中，所述激光测距部与所述调高轴连接并能够沿着所述调高轴活动。

在本申请一些实施例中，所述激光测距部还可以包括：光信号控制器，所述光信号控制器能够调整所述激光测距部所发出激光束的大小；和/或，所述第一控制台与所述基座可拆卸的连接。

第二方面，本申请还提供一种表面损伤检测方法，应用以上任一项所述的检测设备，对待测物体的待测表面进行清理，获取所述待测表面各个点的损伤深度，确定坐标系内所述各个点的损伤深度的曲面函数及所述曲面函数的正投影区，获取所述正投影区的投影面积及所述曲面函数至所述正投影区的体积，根据与所述待测物体同属性的标准物体的容重、所述投影面积及所述体积确定所述待测物体的表面剥落量，当所述表面剥落量大于第一阈值时输出警示信号。

在本申请一些实施例中，本申请的表面损伤检测设备能够在不收集成型后混凝土结构件上表面由于损伤所掉落的微小碎片即可获取表面剥落量，从而能够对成型后混凝土结构件的损伤程度进行确认，该方法不仅成本低、操作简单，而且实用性强。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本申请实施例的表面损伤检测设备的结构示意图一；

图2为本申请实施例的表面损伤检测设备的结构示意图二；

图3为本申请实施例的第一差动齿轮组件的结构示意图；

图4为本申请实施例的第二差动齿轮组件的结构示意图；

图5为本申请实施例的表面损伤检测设备的原理图；

图6为本申请实施例的实际工程中成型后未损伤的标准混凝土结构件的三维模型图；

图7为本申请实施例的实际工程中成型后经使用且存在损伤的待测混凝土结构件的三维模型图；

图8为本申请实施例的一种经使用且存在损伤的待测混凝土结构件的三维模型图。

附图标记说明：

100-表面损伤检测设备，101-基座，201-第一控制台，202-第一轴座，203-第一驱动部，2031-第一差动齿轮组件，2032-第一齿轮，204-第一限位开关，205-第二限位开关，206-第二丝杆，207-控制器，301-第二控制台，302-第二轴座，303-第二驱动部，3031-第二差动齿轮组件，3032-第二齿轮，304-第三限位开关，305-第四限位开关，401-第三控制台，402-第三轴座，403-调高轴，501-激光测距部，5011-光束，601-处理装置，701-待测混凝土结构件，702-立柱，703-光信号控制器。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

第一方面

参见图1-图8，图1为本申请实施例的表面损伤检测设备的结构示意图，图2为本申请实施例的表面损伤检测设备的局部结构示意图，这里，图2中的标号5011为激光测距部501所发出的光束。本申请实施例提供一种表面损伤检测设备100。表面损伤检测设备100包括：基座101、第一控制台201、第二控制台301、第三控制台401、激光测距部501和处理装置601，基座101的第一表面设置有检测区域，第一控制台201设置于基座101的第一表面并位于检测区域的一侧，第一控制台201沿第一方向延伸，第二控制台301与第一控制台201连接并能够沿第一方向移动，第二控制台301沿第二方向延伸，且第二控制台301至少部分位于第一控制台201靠近检测区域的一侧，第三控制台401与第二控制台301连接并能够沿第二方向移动，第三控制台401沿第一方向延伸，第三控制台401至少部分位于第二控制台301靠近检测区域的一侧，激光测距部501与第三控制台401连接，激光测距部501的发射部与检测区域相对，处理装置601与激光测距部501连接，处理装置601用于接收激光测距部501的数据并进行处理。

具体来讲，上述中的基座101的第一表面设置有检测区域，这里，检测区域可以放置成型后混凝土结构件，混凝土结构件可以是成型后未损伤的标准混凝土结构件，也可以是成型后经使用且存在损伤的待测混凝土结构件，比如：参见图1所示，基座101第一表面的检测区域放置有待测混凝土结构件701；上述中的基座101可以是如图1中所示出的板状，也可以是柱状，还可以是其他非规则形状，此处不做具体限定。

上述中的第一控制台201设置于基座101的第一表面并位于检测区域的一侧，第一控制台201沿第一方向延伸，这里，第一方向可以是如图1中所示出的与检测区域靠近第一控制台201一侧的边缘平行，也可以不平行；上述中的第一控制台201可以与基座101的第一表面直接连接，也可以是通过如图1中所示出的多根立柱702连接；上述中的立柱702可以是液压支撑住，也可以是其他结构的升降柱，以能够调整第一控制台201的高度；上述中的立柱702可以与第一控制台201可拆卸的连接，从而调整第一控制台210和立柱702的连接位置，由此能够调整第一控制台210的安装位置。

上述中的第二控制台301与第一控制台201连接并能够沿第一方向移动，第二控制台301沿第二方向延伸，换言之，第二控制台301和第一控制台201之间是活动连接，以使第二控制台301能够相对第一控制台201发生位移；上述中的第二控制台301至少部分位于第一控制台201靠近检测区域的一侧，即第二控制台301的部分或者全部位于第一控制台201靠近检测区域的一侧。

上述中的第三控制台401与第二控制台301连接并能够沿第二方向移动，第三控制台401沿第一方向延伸，换言之，第三控制台401与第二控制台301之间是活动连接，以使第三控制台401能够相对第二控制台301发生位移，且第三控制台401的延伸方向与第一控制台201的延伸方向一致；上述中的第三控制台401至少部分位于第二控制台301靠近检测区域的一侧，即第三控制台401的部分或者全部位于第二控制台301靠近检测区域的一侧。

上述中的激光测距部501与第三控制台401连接，激光测距部501的发射部与检测区域相对，也就是说，激光测距部501能够向检测区域的成型后混凝土结构件上发出激光并能够接收所发出的激光由此能够获取激光源和检测区域的成型后混凝土结构件上表面之间的距离，且激光测距部501能够通过第二控制台301和/或第三控制台401的移动向检测区域的成型后混凝土结构件的上表面的每一位置发出激光，以使得激光测距部501能够获取成型后混凝土结构件上表面所有位置的距离数据。

上述中的处理装置601与激光测距部501连接，处理装置601用于接收激光测距部501所测得的激光源和检测区域的成型后混凝土结构件上表面之间的距离数据并进行处理，这里，处理装置601能够对所获取的距离数据进行矩阵化、坐标系内函数化等。

一个具体使用方法中，参见图1、图2及图5所示，检测区域放置有成型后经使用且存在损伤的待测混凝土结构件701，待测混凝土结构件701的待测表面(下称：上表面)是长为l，宽为l的矩形，通过第二控制台301和第三控制台401的移动使得激光测距部501能够向待测混凝土结构件701上表面的每一位置发出激光并接收该激光以获取上表面每一位置的距离数据，而处理装置601能够接收每一位置的距离数据并将距离数据与成型后未损伤的标准混凝土结构件的距离数据进行比对以获得上表面的损伤深度矩阵B；

以损伤深度矩阵B中的每一个元素为坐标系中的一点建立坐标系，即令x＝l，y＝l，z＝h，经平滑处理可以获得曲面函数的关系式：

f(x，y，z)＝0

对由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积V_C进行计算、对f(x，y，z)＝0在xOy平面内投影面积S_xOy进行计算，并通过下述公式确定表面表面剥落量w：

其中，ρ为与待测混凝土结构件701同属性(即相同配合比、相同制作工艺)的成型后未损伤的标准混凝土结构件的容重，若w＞1500g·m^-2，则输出危险报警信息，若w＜1500g·m^-2，则可以选择对上表面进行修补处理。

通过本实施例的表面损伤检测设备能够在不收集成型后混凝土结构件上表面由于损伤所掉落的微小碎片即可获取表面剥落量，从而能够对成型后混凝土结构件的损伤程度进行确认，该方法不仅成本低、操作简单，而且实用性强。

由于通常进行检测的待测混凝土结构件的待测表面为矩形，比如：正方形，为此，在本申请一个实施例中，参见图1或图2所示，第二方向与第一方向垂直，也就是说，第二控制台30与第一控制台20垂直且活动连接，第三控制台40与第二控制台30垂直且活动连接。

在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，第一控制台201包括：第一轴座202、第一驱动部203、第一限位开关204及第二限位开关205，第一轴座202与基座101的第一表面连接，第一轴座202沿第一方向延伸，第一轴座202上设置有沿第一方向延伸的第一丝杆206，第一驱动部203与第一丝杆206连接，第一驱动部203驱动第一丝杆206转动，第一限位开关204和第二限位开关205均可移动的设置于第一轴座202上，且第一限位开关204和第二限位开关205均临近第一丝杆206设置；其中，第二控制台301与第一丝杆206螺接。

具体来讲，上述中的第一轴座202可以是如图1中所示出的板状结构，也可以是其他结构，此处不做具体限定；上述中的第一驱动部203可以包括驱动第一丝杆206转动的步进电机，也可以包括驱动第一丝杆206转动的伺服电机，此处不做具体限定；上述中的第一限位开关204和第二限位开关205均与第一轴座202可移动的连接，从而能够通过调整第一限位开关204和第二限位开关205的位置来调整第二控制台301的移动范围，进而调整激光测距部501的测距位置；上述中的第二控制台301与第一丝杆206螺接，由此当第一驱动部203驱动第一丝杆206转动时，第二控制台301能够沿第一方向移动。本实施例中的第一驱动部结构简单、制作简便。

在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，第一驱动部203与控制器207连接，控制器207用于调整第一驱动部203的驱动力，并用于调整第一限位开关204和第二限位开关205的移动，且控制器207与处理装置601连接以使处理装置601能够获取控制器207的控制数据；和/或，参见图3所示，第一驱动部203包括：第一差动齿轮组件2031，第一差动齿轮组件2031包括：多个不同尺寸的第一齿轮2032，且第一丝杆206能够与第一差动齿轮组件2031中的任一第一齿轮2032啮合；和/或，第一丝杆206与第一驱动部203可拆卸的连接。

具体来讲，上述中的处理装置601能够采集控制器207和激光测距部501输出的电信号，采集控制器207所输出的扫描路径和扫描速度信息，采集激光测距部501所输出的距离数据，这里的扫描路径和扫描速度对应激光测距部501的扫描路径和扫描速度，输入的扫描路径可以控制第一限位开关204和第二限位开关205的移动从而改变激光测距部501的扫描路径，输入的扫描速度可以控制第一驱动部203的输出功率以控制第一丝杆206的转动速度从而改变激光测距部501的扫描速度。上述中的第一驱动部203包括：第一差动齿轮组件2031，第一差动齿轮组件2031包括：多个不同尺寸的第一齿轮2032，且第一丝杆206能够与第一差动齿轮组件2031中的任一第一齿轮2032啮合，由此，能够通过改变与第一丝杆206啮合的齿轮的尺寸以改变第一丝杆206的传动速度，从而调整激光测距部501的扫描速度；上述中的第一丝杆206与第一驱动部203可拆卸的连接，使得可更换不同螺距的第一丝杆206，从而能够进一步调整第二控制台301的移动速度，由此能够进一步调整激光测距部501的扫描速度。

在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，第二控制台301包括：第二轴座302、第二驱动部303、第三限位开关304、第四限位开关305及第二丝杆306，第二轴座302与第一丝杆206螺接，第二轴座302沿第二方向延伸，且第二轴座302上设置有沿第二方向延伸的第二丝杆306，第二驱动部303与第二丝杆306连接，第二驱动部303驱动第二丝杆306转动，第三限位开关304和第四限位开关305均可移动杆的设置于第二轴座302上，且第三限位开关304和第四限位开关305均临近第二丝杆306设置；其中，第三控制台401与第二丝杆306螺接。

具体来讲，上述中的第二控制台301的设置与第一控制台201的设置类似，具体结构设置、原理等可参考第一控制台201的说明，此处不再赘述。

在本申请一个实施例中，参见图4所示，第二驱动部303包括：第二差动齿轮组件3031，第二差动齿轮组件3031包括：多个不同尺寸的第二齿轮3032，且第二丝杆306能够与第二差动齿轮组件3031中的任一第二齿轮3032啮合；和/或，第二丝杆306与第二驱动部303可拆卸的连接。

具体来讲，上述中的第二驱动部303包括：第二差动齿轮组件3031，第二差动齿轮组件3031包括：多个不同尺寸的第二齿轮3032，且第二丝杆306能够与第二差动齿轮组件3031中的任一第二齿轮3032啮合，由此，能够通过改变与第二丝杆306啮合的齿轮的尺寸以改变第二丝杆306的传动速度；上述中的第二丝杆306与第二驱动部303可拆卸的连接，使得可更换不同螺距的第二丝杆306，从而能够进一步调整第三控制台401的移动速度。

需要说明的是，第二差动齿轮组件3031的结构和第一差动齿轮组件2031等结构可以相同，也可以不同。

在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，第三控制台401包括：第三轴座402和调高轴403，第三轴座402与第二丝杆306螺接，第三轴座402沿第一方向延伸，调高轴403设于第三轴座402背离基座101的一侧并向远离第三轴座402的方向延伸；其中，激光测距部501与调高轴403连接并能够沿着调高轴403活动。

具体来讲，上述中的调高轴403可以是丝杆，而激光测距部501与调高轴403螺接并在驱动部的作用下能够沿着调高轴403上升或者下降；上述中的激光测距部501可以通过锁定部和调高轴403连接，锁定部能够在激光测距部501沿着调高轴403上升或者下降后将激光测距部501锁定在移动后的位置。

在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，激光测距部501还包括：光信号控制器703，光信号控制器703能够调整激光测距部501所发出激光束的大小；和/或，第一控制台201和基座101可拆卸的连接。

具体来讲，上述中的光信号控制器703内置敏感光栅，敏感光栅能够调整激光测距部501所发出激光束的大小，且光信号控制器703能够即时记录激光测距部501所获取的距离数据；第一控制台201和基座101可拆卸的连接，以能够第一控制台201的方向，从而能够调整激光测距部501所发出的激光的位置，比如：第一控制台201自图1的方向调整至图2的方向。

需要说明的是，图5中示出了表面损伤检测设备100的原理图，该原理图中，扫描参数是输入至控制器207，控制器207内的单片机1能够控制第一驱动部203内的电机的转速和转角；驱动系统包括：第二控制台301及第四控制台401驱动后的移动，以调节激光测距部501的位置；光信号发生器为激光测距部501的发射部发出激光；光信号调节器为光信号控制器703对激光束的调整；扫描待测面即激光测距部501对放置在检测区域的成型后混凝土结构件的上表面进行激光发射式测距；光信号接收器即为激光测距部501接收激光测距部501的发射部所发出的激光信号；信号转换器为光信号控制器703，其能够将激光测距部501接收的激光信号转换为电信号，进而经由电信号放大器对所转换的电信号进行放大，而处理装置601内的单片机2能够接收放大后的电信号，且处理装置601内的计算模块1和计算模块2能够分别计算并输出表面三维图(即损伤表面三维图)、分形维数、表面损伤深度、寿命预测等结果。

第二方面

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种表面损伤检测方法，参见图5所示，该方法应用第一方面中所述的表面损伤检测设备100，该方法包括：

对待测物体的待测表面进行清理；

获取待测表面各个点的损伤深度；

确定坐标系内各个点的损伤深度的曲面函数及曲面函数的正投影区；

获取正投影区的投影面积及曲面函数至正投影区的体积；

根据与待测物体同属性的标准物体的容重、投影面积及体积确定待测物体的表面剥落量，当表面剥落量大于第一阈值时输出警示信号。

具体来讲，上述中的待测物体可以为成型后混凝土结构件，而混凝土结构件可以是成型后未损伤的标准混凝土结构件，也可以是成型后经使用且存在损伤的待测混凝土结构件；上述中的待测物体在放置于检测设备100的检测区域后，待测表面朝向激光测距部501；上述中的损伤深度可以是凹陷深度，比如：待测表面经过环境的作用产生凹陷，该凹陷的内底面与待测表面未凹陷时对应位置之间的高度差；上述中的曲面函数为下文及附图5中的f(x，y，z)＝0；上述中的正投影区为下文及附图5中的f(x，y，z)＝0在xOy平面内的正投影；上述中的标准物体可以为成型后未损伤的标准混凝土结构件；上述中的根据与待测物体同属性的标准物体的容重、投影面积及体积确定待测物体的表面剥落量，当表面剥落量大于第一阈值时输出警示信号，比如：根据

公式所确定的表面剥落量w，若w＞1500g·m^-2，则输出危险报警，即损伤严重；若w＜1500g.m^-2，则可以选择对受损表面采取修补即可，其中，ρ为成型后未损伤的标准混凝土结构件的容重，而V_C为由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积。

在本申请一个实施例中，确定待测表面的损伤深度、分形维数、暴露面变化率及损伤最大值，并根据损伤深度、分形维数、暴露面变化率及损伤最大值确定损伤程度。

具体来讲，根据损伤深度D_h评价损伤严重度，损伤深度D_h越大，损伤越严重；根据分形维数D能够对待测表面形貌的复杂情况进行评价，分形维数D越大，待测表面越粗糙，波动起伏越大，损伤越严重；根据暴露面变化率ΔS对损伤后表面进一步受损概率进行预测，ΔS越大，表面再受损情况将越严重；根据损伤最大值h_max评价剩余保护层厚度，h_max越大，剩余保护层厚度越小，内部钢筋越容易受损。

参见图1、图2及图5所示，一种表面损伤检测方法的具体实施步骤为：

(1)选取一块与待测混凝土结构件701具有相同配合比、相同成型工艺且未损伤的成型混凝土结构件作为标准试件。

(2)将标准试件放置在检测区域，通过第三控制台401和第二控制台301的移动调整激光测距部501的位置，保证激光测距部501不会阻碍标准试件的移动。

(3)开启激光测距部501，并通过处理装置601的算法终端获取的激光测距部501的当前数据h₁，这里，h₁为当前位置下激光源与标准试件检测面之间的距离。

(4)多次更换标准试件的位置，重复(3)，记录每次的数据h₂，h₃，h₄，……，h_k，并计算获得平均值

该平均值即为激光源与标准试件检测面之间的距离。

(5)清理干净待测混凝土结构件701的待测表面上的疏松剥落物，确保待测面无明显水滴，这里，待测混凝土结构件701的待测表面是长为l，宽为l的矩形。

(6)向控制器207中输入扫描速度和扫描路径并开启激光测距部501以启动扫描，同时光信号控制器703即时记录数据，获得不同位置的损伤高度数据h_ij，i＝1，2，3，…，l，j＝1，2，3，…，l。

(7)调整第一限位开关204、第二限位开关205、第三限位开关304及第四限位开关305的位置，使激光测距部501发出的激光束能将待测表面全部扫描。

(8)处理装置601的算法终端中的单片机进行下方a～f描述的计算步骤，并最终输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、三维空间曲面f(x，y，z)＝0，损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w。

a、将处理装置601所获取的激光测距部501的距离数据与

做差，即可获得待测混凝土结构件701的待测表面的损伤深度矩阵B，0≤n≤l：

b、以损伤深度矩阵B中的每一个元素为坐标系中的一点建立坐标系，即令x＝l，y＝l，z＝h，经平滑处理可以获得曲面函数的关系式f(x，y，z)＝0；

c、对由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积V_C进行计算、对u＝f(x，y，z)形成的曲面面积S进行计算、对f(x，y，z)＝0在xOy平面内的正投影面积S_xOy进行计算，对曲面函数中的最低点h_min和最高点h_max进行取值：

S_xOy＝l² (4)

其中，dV表示封闭空间Ω内一块无穷小的体积。

d.令

其中λ为扫描步长，m为最小分度，输入两次m，第一次输入较大的m值，第二次输入较小的m值，m的取值包括但不限于5、10、100等任意正实数，m越大最终结果越精确。将V_C分割为棱长为∈的小立方体，并计算出不同∈下所有接触到曲面u＝f(x，y，z)的小立方体个数N，进而计算曲面的复杂度，即分形维数D如下：

其中，N₁指∈为∈₁时计算获得的小立方体个数，N₂指为∈₂时计算获得的小立方体个数。

e.对损伤深度D_h、暴露面增加率ΔS及表面剥落量w进行计算：

其中：ρ为标准试件的混凝土容重。

f.输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w；

根据损伤深度D_h评价损伤严重度，损伤深度D_h越大，损伤越严重；

根据分形维数D对待测表面形貌的复杂情况进行评价，分形维数D越大，待测表面越粗糙，表面波动起伏越大，损伤越严重；

根据暴露面变化率ΔS对损伤后表面进一步受损概率进行预测，ΔS越大，表面再受损情况将越严重；

根据损伤最大值h_max评价剩余保护层厚度，h_max越大，剩余保护层厚度越小，内部钢筋越容易受损；

若w＞1500g.m^-2，则输出危险报警；若w＜1500g·m^-2，则可以选择对受损表面只采取修补措施。

(9)利用三维空间曲面u＝f(x，y，z)可以对损伤表面上任意一点进行评价：

其中，

表示函数u＝f(x，y，z)在(x，y，z)这一点上的梯度，

分别指x、y、z方向上的单位向量，向量

为某个方向的单位向量，d、β、γ分别指该向量与x轴、y轴、z轴的夹角，此时cosα、cosβ、cosγ为向量

在x轴、y轴、z轴的投影长度。

利用式(9)～(11)可以计算待测表面上任意一点(x₀，y₀，z₀)在某一方向上的方向导数

其用来评价该点在

方向上的变化速度，评价该点的损伤程度。方向导数越大，损伤越严重。

使用本申请中的方法，可以实现对混凝土损伤表面的三维建模，并提供新的表面损伤表征参数：损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max。使混凝土的表面损伤表征参数更加多样性，同时能满足实验室要求和实际工程检测的需要。另外还可以用于表征混凝土破坏面的形貌特征，例如在混凝土劈裂实验或抗折实验中，混凝土的断面也是一种受损伤的表面，可以利用本申请中描述的装置以及相应的方法对断面形貌进行表征，有助于研究混凝土的薄弱区，同时，本申请的方案具有：

(1)免取样：目前针对混凝土表面损伤一般采用表面剥落量表征，但只适用于实验室实验，在实际工程检测中应用难度极高，而本申请可同时应用于实验室和实际工程检测，不需要对混凝土剥落物进行收集，免除了取样的要求。

(2)三维化：利用本申请中设计的检测装置可将受损伤的表面特征数字化，获得三维损伤云图，提供新的表面损伤表征参数：损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS。

(3)低成本：相比于高分辨率相机等高精度设备，当下激光的获得成本已经相对较低，同时获得难度也相对较低，因此本装置在可普及性好，同时检测精度较高的优点的基础上，具有造价较低廉的优点。

(4)易操作：使用本装置及配套实验方法对表面损伤进行测试，受极端天气影响极小，只需对待测表面简单清理，保证待测面无明显水滴以及清除尘土和微小剥落物等可能填充表面损伤的碎片即可。检测装置操作简单，只需设定好程序后即可自动开始扫描，扫描完成后自动停止取样，利用单片机计算相应参数，极大减少了人工成本，也降低了对测试人员的技术要求。

实施例1：

以实验室条件下的单面盐冻实验为例。混凝土在承受单面盐冻作用时，盐溶液的剥蚀作用会使混凝土表面出现严重的鳞片状剥落，导致混凝土骨料外露，使表面平整度下降。利用本发明中描述的装置以及方法，可以对混凝土待测面进行三维立体建模，获得表面损伤深度和表面粗糙度的表面损伤表征新参数。具体测试步骤如下：

(1)选取一块与待测结构件具有相同配合比、相同成型工艺且未经过单面盐冻作用的试件作为标准试件。

(2)将标准试件放置在检测区域，通过第三控制台401和第二控制台301的移动调整激光测距部501的位置，保证激光测距部501不会阻碍标准试件的移动。

(3)开启激光测距部501，并通过处理装置601的算法终端获取的激光测距部501的当前数据h₁，这里，h₁为当前位置下激光源与标准试件检测面之间的距离。

(4)多次更换标准试件的位置，重复(3)，记录每次的数据h₂，h₃，h₄，……，h_k，并计算获得平均值

该平均值即为激光源与标准试件检测面之间的距离。

(5)清理干净待测结构件的待测表面上的疏松剥落物，确保待测面无明显水滴，这里，待测结构件的待测表面是长为l，宽为l的矩形。

(6)向控制器207中输入扫描速度和扫描路径并开启激光测距部501以启动扫描，同时光信号控制器703即时记录数据，获得不同位置的损伤高度数据h_ij，i＝1，2，3，…，l，j＝1，2，3，…，l。

(7)调整第一限位开关204、第二限位开关205、第三限位开关304及第四限位开关305的位置，使激光测距部501发出的激光束能将待测表面全部扫描。

(8)处理装置601的算法终端中的单片机进行下方a～f描述的计算步骤，并最终输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、三维空间曲面f(x，y，z)＝0，损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w。

a、将处理装置601所获取的激光测距部501的距离数据与

做差，即可获得待测结构件的待测表面的损伤深度矩阵B，0≤n≤l：

b、以损伤深度矩阵B中的每一个元素为坐标系中的一点建立坐标系，即令x＝l，y＝l，z＝h，经平滑处理可以获得曲面函数的关系式f(x，y，z)＝0；

c、对由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积V_C进行计算、对u＝f(x，y，z)形成的曲面面积S进行计算、对f(x，y，z)＝0在xOy平面内的正投影面积S_xOy进行计算，对曲面函数中的最低点h_min和最高点h_max进行取值：

S_xOy＝l² (4)

d.令

其中λ为扫描步长，m为最小分度，输入两次m，第一次输入较大的m值，第二次输入较小的m值，m的取值包括但不限于5、10、100等任意正实数，m越大最终结果越精确。将V_C分割为棱长为∈的小立方体，并计算出不同∈下所有接触到曲面u＝f(x，y，z)的小立方体个数N，进而计算曲面的复杂度，即分形维数D如下：

其中，N₁指∈为∈₁时计算获得的小立方体个数，N₂指为∈₂时计算获得的小立方体个数。

e.对损伤深度D_h、暴露面增加率ΔS及表面剥落量w进行计算：

其中：ρ为标准试件的混凝土容重。

f.输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w；

根据损伤深度D_h评价损伤严重度，损伤深度D_h越大，损伤越严重；

根据分形维数D对待测表面形貌的复杂情况进行评价，分形维数D越大，待测表面越粗糙，表面波动起伏越大，损伤越严重；

根据暴露面变化率ΔS对损伤后表面进一步受损概率进行预测，ΔS越大，表面再受损情况将越严重；

根据损伤最大值h_max评价剩余保护层厚度，h_max越大，剩余保护层厚度越小，内部钢筋越容易受损；

若w＞1500g·m_-2，则输出危险报警；若w＜1500g·m_-2，则可以选择对受损表面只采取修补措施。

(9)利用三维空间曲面u＝f(x，y，z)可以对损伤表面上任意一点进行评价：

其中，

表示函数u＝f(x，y，z)在(x，y，z)这一点上的梯度，

分别指x、y、z方向上的单位向量，向量

为某个方向的单位向量，d、β、γ分别指该向量与x轴、y轴、z轴的夹角，此时cosα、cosβ、cosγ为向量

在x轴、y轴、z轴的投影长度。

利用式(9)～(11)可以计算待测表面上任意一点(x₀，y₀，z₀)在某一方向上的方向导数

其用来评价该点在

方向上的变化速度，评价该点的损伤程度。方向导数越大，损伤越严重。

实施例2：

将表面损伤检测设备100应用于实际工程中混凝土结构件的表面损伤检测，需要将第一控制台201自基座101上拆卸下来再安装，以改变第一控制台201的位置，如从图1至图2，使激光源发出的激光信号可以直接照射到待测表面，如图2所示。具体测试步骤如下：

(1)选取一块与待测结构件具有相同配合比、相同成型工艺的混凝土结构件作为标准试件。

(2)将标准试件放置在检测区域，通过第三控制台401和第二控制台301的移动调整激光测距部501的位置，保证激光测距部501不会阻碍标准试件的移动。

(3)开启激光测距部501，并通过处理装置601的算法终端获取的激光测距部501的当前数据h₁，这里，h₁为当前位置下激光源与标准试件检测面之间的距离。

(4)多次更换标准试件的位置，重复(3)，记录每次的数据h₂，h₃，h₄，……，h_k，并计算获得平均值

该平均值即为激光源与标准试件检测面之间的距离。

(5)将第一控制台201自基座101上拆卸下来再安装，以将第一控制台201、第二控制台301、第三控制台401及激光测距部501的位置从图1调整至图2，此时，基座101的作用为配重。

(6)清理干净待测结构件的待测表面上的疏松剥落物，确保待测面无明显水滴，这里，待测结构件的待测表面是长为l，宽为l的矩形。

(7)向控制器207中输入扫描速度和扫描路径并开启激光测距部501以启动扫描，同时光信号控制器703即时记录数据，获得不同位置的损伤高度数据h_ij，i＝1，2，3，…，l，j＝1，2，3，…，l。

(8)调整第一限位开关204、第二限位开关205、第三限位开关304及第四限位开关305的位置，使激光测距部501发出的激光束能将待测表面全部扫描。

(9)处理装置601的算法终端中的单片机进行下方a～f描述的计算步骤，并最终输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、三维空间曲面f(x，y，z)＝0，损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w。

a、将处理装置601所获取的激光测距部501的距离数据与

做差，即可获得待测结构件的待测表面的损伤深度矩阵B，0≤n≤l：

b、以损伤深度矩阵B中的每一个元素为坐标系中的一点建立坐标系，即令x＝l，y＝l，z＝h，经平滑处理可以获得曲面函数的关系式f(x，y，z)＝0；

c、对由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积V_C进行计算、对u＝f(x，y，z)形成的曲面面积S进行计算、对f(x，y，z)＝0在xOy平面内的正投影面积S_xOy进行计算，对曲面函数中的最低点h_min和最高点h_max进行取值：

S_xOy＝l² (4)

d.令

其中λ为扫描步长，m为最小分度，输入两次m，第一次输入较大的m值，第二次输入较小的m值，m的取值包括但不限于5、10、100等任意正实数，m越大最终结果越精确。将V_C分割为棱长为∈的小立方体，并计算出不同∈下所有接触到曲面u＝f(x，y，z)的小立方体个数N，进而计算曲面的复杂度，即分形维数D如下：

其中，N₁指∈为∈₁时计算获得的小立方体个数，N₂指为∈₂时计算获得的小立方体个数。

e.对损伤深度D_h、暴露面增加率ΔS及表面剥落量w进行计算：

其中：ρ为标准试件的混凝土容重。

f.输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w；

根据损伤深度D_h评价损伤严重度，损伤深度D_h越大，损伤越严重；

根据分形维数D对待测表面形貌的复杂情况进行评价，分形维数D越大，待测表面越粗糙，表面波动起伏越大，损伤越严重；

根据暴露面变化率ΔS对损伤后表面进一步受损概率进行预测，ΔS越大，表面再受损情况将越严重；

根据损伤最大值h_max评价剩余保护层厚度，h_max越大，剩余保护层厚度越小，内部钢筋越容易受损；

若w＞1500g.m^-2，则输出危险报警；若w＜1500g·m^-2，则可以选择对受损表面只采取修补措施。

(10)利用三维空间曲面u＝f(x，y，z)可以对损伤表面上任意一点进行评价：

其中，

表示函数u＝f(x，y，z)在(x，y，z)这一点上的梯度，

分别指x、y、z方向上的单位向量，向量

为某个方向的单位向量，d、β、γ分别指该向量与x轴、y轴、z轴的夹角，此时cosα、cosβ、cosγ为向量

在x轴、y轴、z轴的投影长度。

利用式(9)～(11)可以计算待测表面上任意一点(x₀，y₀，z₀)在某一方向上的方向导数

其用来评价该点在

方向上的变化速度，评价该点的损伤程度。方向导数越大，损伤越严重。

实施例3：

将表面损伤检测设备100应用于断裂后暴露的混凝土断裂表面，只需要考虑断裂面的形貌，即不需要标准试件以确定基准面。具体测试步骤如下：

(1)对待测试件的待测表面进行清理，确保表面没有明显水滴和松散剥落物。

(2)向控制器207中输入扫描速度和扫描路径并开启激光测距部501以启动扫描，同时光信号控制器703即时记录数据，获得不同位置的损伤高度数据h_ij，i＝1，2，3，…，l，j＝1，2，3，…，l。

(3)调整第一限位开关204、第二限位开关205、第三限位开关304及第四限位开关305的位置，使激光测距部501发出的激光束能将待测表面全部扫描。

(4)处理装置601的算法终端中的单片机进行下方a～f描述的计算步骤，并最终输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、三维空间曲面f(x，y， z)＝0，损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w。

a、将处理装置601所获取的激光测距部501的距离数据与

做差，即可获得待测结构件的待测表面的损伤深度矩阵B，0≤n≤l：

b、以损伤深度矩阵B中的每一个元素为坐标系中的一点建立坐标系，即令x＝l，y＝l，z＝h，经平滑处理可以获得曲面函数的关系式f(x，y，z)＝0；

c、对由xOy平面、yOz平面、xOz平面、x＝l平面、y＝l平面和f(x，y，z)＝0曲面组成的封闭空间Ω的体积V_C进行计算、对u＝f(x，y，z)形成的曲面面积S进行计算、对f(x，y，z)＝0在xOy平面内的正投影面积S_xOy进行计算，对曲面函数中的最低点h_min和最高点h_max进行取值：

S_xOy＝l² (4)

d.令

其中λ为扫描步长，m为最小分度，输入两次m，第一次输入较大的m值，第二次输入较小的m值，m的取值包括但不限于5、10、100等任意正实数，m越大最终结果越精确。将V_C分割为棱长为∈的小立方体，并计算出不同∈下所有接触到曲面u＝f(x，y，z)的小立方体个数N，进而计算曲面的复杂度，即分形维数D如下：

其中，N₁指∈为∈₁时计算获得的小立方体个数，N₂指为∈₂时计算获得的小立方体个数。

e.对损伤深度D_h、暴露面增加率ΔS及表面剥落量w进行计算：

其中：ρ为标准试件的混凝土容重。

f.输出损伤深度矩阵B、损伤表面三维结构图、损伤深度D_h、分形维数D、暴露面变化率ΔS、损伤最大值h_max、表面剥落量w；

根据损伤深度D_h评价损伤严重度，损伤深度D_h越大，损伤越严重；

根据分形维数D对待测表面形貌的复杂情况进行评价，分形维数D越大，待测表面越粗糙，表面波动起伏越大，损伤越严重；

根据暴露面变化率ΔS对损伤后表面进一步受损概率进行预测，ΔS越大，表面再受损情况将越严重；

根据损伤最大值h_max评价剩余保护层厚度，h_max越大，剩余保护层厚度越小，内部钢筋越容易受损；

若w＞1500g·m^-2，则输出危险报警；若w＜1500g·m^-2，则可以选择对受损表面只采取修补措施。

(5)利用三维空间曲面u＝f(x，y，z)可以对损伤表面上任意一点进行评价：

其中，

表示函数u＝f(x，y，z)在(x，y，z)这一点上的梯度，

分别指x、y、z方向上的单位向量，向量

为某个方向的单位向量，α、β、γ分别指该向量与x轴、y轴、z轴的夹角，此时cosα、cosβ、cosγ为向量

在x轴、y轴、z轴的投影长度。

利用式(9)～(11)可以计算待测表面上任意一点(x₀，y₀，z₀)在某一方向上的方向导数

其用来评价该点在

方向上的变化速度，评价该点的损伤程度。方向导数越大，损伤越严重。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种表面损伤检测设备，其特征在于，包括：

基座，所述基座的第一表面设置有检测区域；

第一控制台，所述第一控制台设置于所述基座的第一表面并位于所述检测区域的一侧，所述第一控制台沿第一方向延伸；

第二控制台，所述第二控制台与所述第一控制台连接并能够沿所述第一方向移动，所述第二控制台沿第二方向延伸，且所述第二控制台至少部分位于所述第一控制台靠近所述检测区域的一侧；

第三控制台，所述第三控制台与所述第二控制台连接并能够沿所述第二方向移动，所述第三控制台沿所述第一方向延伸，所述第三控制台至少部分位于所述第二控制台靠近所述检测区域的一侧；

激光测距部，所述激光测距部与所述第三控制台连接，所述激光测距部的发射部与所述检测区域相对；

处理装置，所述处理装置与所述激光测距部连接，所述处理装置用于接收所述激光测距部的数据并进行处理。

2.根据权利要求1所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第二方向与所述第一方向垂直。

3.根据权利要求2所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第一控制台包括：第一轴座、第一驱动部、第一限位开关及第二限位开关；

所述第一轴座与所述基座的第一表面连接，所述第一轴座沿所述第一方向延伸，所述第一轴座上设置有沿所述第一方向延伸的第一丝杆；

所述第一驱动部与所述第一丝杆连接，所述第一驱动部驱动所述第一丝杆转动；

所述第一限位开关和所述第二限位开关均可移动的设置于所述第一轴座上，且所述第一限位开关和所述第二限位开关均临近所述第一丝杆设置；

其中，所述第二控制台与所述第一丝杆螺接。

4.根据权利要求3所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第一驱动部、所述第一限位开关及所述第二限位开关均与控制器连接，所述控制器用于调整所述第一驱动部的驱动力，并用于调整所述第一限位开关和所述第二限位开关的移动，且所述控制器与所述处理装置连接以使所述处理装置能够获取所述控制器的控制数据；和/或，

所述第一驱动部包括：第一差动齿轮组件，所述第一差动齿轮组件包括：多个不同尺寸的第一齿轮，且所述第一丝杆能够与所述第一差动齿轮组件中的任一第一齿轮啮合；和/或，

所述第一丝杆与所述第一驱动部可拆卸的连接。

5.根据权利要求3或4所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第二控制台包括：第二轴座、第二驱动部、第三限位开关及第四限位开关；

所述第二轴座与所述第一丝杆螺接，所述第二轴座沿所述第二方向延伸，且所述第二轴座上设置有沿所述第二方向延伸的第二丝杆；

所述第二驱动部与所述第二丝杆连接，所述第二驱动部驱动所述第二丝杆转动；

所述第三限位开关和所述第四限位开关均可移动的设置于所述第二轴座上，且所述第三限位开关和所述第四限位开关均临近所述第二丝杆设置；

其中，所述第三控制台与所述第二丝杆螺接。

6.根据权利要求5所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第二驱动部包括：第二差动齿轮组件，所述第二差动齿轮组件包括：多个不同尺寸的第二齿轮，且所述第二丝杆能够与所述第二差动齿轮组件中的任一第二齿轮啮合；和/或，

所述第二丝杆与所述第二驱动部可拆卸的连接。

7.根据权利要求5所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述第三控制台包括：第三轴座和调高轴；

所述第三轴座与所述第二丝杆螺接，所述第三轴座沿所述第一方向延伸，所述调高轴设于所述第三轴座背离所述基座的一侧并向远离所述第三轴座的方向延伸；

其中，所述激光测距部与所述调高轴连接并能够沿着所述调高轴活动。

8.根据权利要求1所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

所述激光测距部还包括：光信号控制器，所述光信号控制器能够调整所述激光测距部所发出激光束的大小；和/或，

所述第一控制台与所述基座可拆卸的连接。

9.一种表面损伤检测方法，应用权利要求1-8中任一项所述的表面损伤检测设备，其特征在于，

对待测物体的待测表面进行清理；

获取所述待测表面各个点的损伤深度；

确定坐标系内所述各个点的损伤深度的曲面函数及所述曲面函数的正投影区；

获取所述正投影区的投影面积及所述曲面函数至所述正投影区的体积；

根据与所述待测物体同属性的标准物体的容重、所述投影面积及所述体积确定所述待测物体的表面剥落量，当所述表面剥落量大于第一阈值时输出警示信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

确定所述待测表面的损伤深度、分形维数、暴露面变化率及损伤最大值，并根据所述损伤深度、所述分形维数、所述暴露面变化率及所述损伤最大值确定损伤程度。

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