CN117330609A - 一种基于hdpe材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及裂缝检测技术领域，具体提出了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法，该方法包括：采集图像数据，获取粗糙度，判断是否可布设柔性导电涂料传感器；布设柔性导电涂料传感器，采集实时电阻值R0，设定电阻值阈值Rmax，判断墙壁应力变化；如果R0＞Rmax，采集压力数据，判断传感器脱落；如果传感器未脱落，采集温度数据，确定是否开启散热风扇和初始转速；确定散热风扇和初始转速后，采集湿度数据，判断是否调整转速；确定转速调整后，采集第一电阻值R1，判断墙壁是否产生裂缝。该方法运用了图像分析、电阻值监测、压力检测、温度与湿度监测以智能化和自动化的方式实现对水池混凝土裂缝的检测和预警，提高了监测的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及裂缝检测技术领域，具体而言，涉及一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法。
背景技术
随着现代工业的不断发展，相比较下钢筋混凝土结构有着造价低廉、强度高、可模性能好的材料优势以及物理力学性能的优势，钢筋混凝土工业水池愈来愈多。由于混凝土材料不是匀质的各向同性的，其材料内部本身的缺陷也是随机的，在水池钢筋混凝土结构中普遍存在着工程裂缝的问题。水池混凝土结构产生的裂缝不仅会影响建筑本身的美观性，还会导致结构性能的下降，如承载力，耐久性和防水性。为改变水池防开裂的缝缝补补方法，常采用多点锚固的高密度聚乙烯衬板安装在混凝土的表层，在混凝土等表面形成一个稳固的塑料保护层，让混凝土建筑表层具有塑料的性能，提高混凝土防腐、防渗、抗裂的能力。
然而，随着使用时间的增加其表面仍会出现细微裂缝，对于细小裂缝的检测技术中如光纤传感技术，其造价昂贵，持续检测成本较高，不利于长期使用，传统的柔性导电涂料的混凝土裂缝检测受操作人员经验影响较大，且存在易剥离受环境影响明显的问题，在进行裂缝持续检测时仍需专业人员辅助。
因此，有必要设计一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法用以解决当前运用柔性导电涂料测量细小裂缝技术中的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法，旨在解决当前运用柔性导电涂料测量细小裂缝中存在的需专业人员辅助且易剥离受环境影响较大的问题。
一个方面，本发明提出了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，包括：
采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器；
在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将所述柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对所述待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集所述柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化；
当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速；
当确定是否开启所述散热风扇并确定所述初始转速后，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整；
当确定是否对所述初始转速进行调整后，采集所述柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据所述第一电阻值R1与所述电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝；
当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝；
当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
进一步的，采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器，包括：
预先设定粗糙度最低阈值Kmin和粗糙度最高阈值Kmax，根据所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度K0与所述粗糙度阈值Kmin、粗糙度最高阈值Kmax的大小关系判断是否可布设所述柔性导电涂料传感器；
当K0＜Kmin或K0＞Kmax时，判定不可布设所述柔性导电涂料传感器；
当Kmin≤K0≤Kmax时，判定可布设所述柔性导电涂料传感器。
进一步的，在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化，包括：
当R0＞Rmax时，判定所述水池混凝土墙壁存在应力变化；
当R0＝Rmax时，判定所述水池混凝土墙壁不存在应力变化。
进一步的，当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落，包括：
预先设定压力数据阈值Ymax；根据压力数据Y0与所述压力数据阈值Ymax的大小关系判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
当Y0＜Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器存在脱落，并根据所述压力数据Y0对所述初始预紧力N0进行调节；
当Y0≥Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落。
进一步的，当Y0＜Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器存在脱落，根据所述压力数据Y0对所述初始预紧力N0进行调节，包括：
预先设定第一预设压力数据Y1和第二预设压力数据Y2，且Y1＜Y2＜Ymax；预先设定第一预设调整系数A1、第二预设调整系数A2和第三预设调整系数A3，且A1＜A2＜A3；根据所述压力数据Y0与各预设压力数据的大小关系选取调整系数对所述初始预紧力N0进行调节，并以调整后的预紧力对所述柔性导电涂料传感器固定；
当Y0≤Y1时，选取所述第三预设调整系数A3对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A3；
当Y1＜Y0≤Y2时，选取所述第二预设调整系数A2对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A2；
当Y2＜Y0＜Ymax时，选取所述第一预设调整系数A1对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A1。
进一步的，当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速，包括：
预先设定温度阈值Wmax，根据温度数据W0与所述温度阈值Wmax的大小关系判断是否开启所述散热风扇；
当W0＞Wmax时，判定开启所述散热风扇并根据所述温度数据W0与所述温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定所述散热风扇的初始转速；
当W0≤Wmax时，判定不开启所述散热风扇。
进一步的，所述判定开启所述散热风扇并根据所述温度数据W0与所述温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定所述散热风扇的初始转速，包括：
预先设定第一预设温度差值△W1、第二预设温度差值△W2和第三预设温度差值△W3，且△W1＜△W2＜△W3；预先设定第一预设转速Z1、第二预设转速Z2和第三预设转速Z3，且Z1＜Z2＜Z3；根据所述温度差值△W与各预设温度差值的大小关系确定所述散热风扇的初始转速；
当△W1≤△W＜△W2时，确定所述散热风扇的初始转速为Z1；
当△W2≤△W＜△W3时，确定所述散热风扇的初始转速为Z2；
当△W3≤△W时，确定所述散热风扇的初始转速为Z3。
进一步的，当确定是否开启所述散热风扇并确定初始转速为Zi后，i=1，2，3，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整，包括：
预先设定湿度阈值Smax，根据湿度数据S0与所述湿度阈值Smax的大小关系判断是否对初始转速Zi进行调整；
当S0＞Smax时，判定对所述初始转速Zi进行调整；
当S0＜Smax时，判定不对所述初始转速Zi进行调整。
进一步的，当S0＞Smax时，判定对所述初始转速Zi进行调整，包括：
预先设定第一预设湿度S1、第二预设湿度S2，且Smax＜S1＜S2；预先设定第一预设转速调整系数B1、第二预设转速调整系数B2和第三预设转速调整系数B3，且B1＜B2＜B3；根据所述湿度数据S0与各预设湿度的大小关系选取转速调整系数对所述初始转速Zi进行调整，并控制所述散热风扇以调整后的转速运行；
当Smax＜S0＜S1时，选取所述第一预设转速调整系数B1对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B1；
当S1≤S0＜S2时，选取所述第二预设转速调整系数B2对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B2；
当S2≤S0时，选取所述第三预设转速调整系数B3对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过图像分析在传感器安装前对待检测区域进行全面评估，有助于减少传感器异常检测的可能性，同时简化了操作人员的操作，提高了系统的智能化水平。随后，通过电阻值的实时监测以及数据的动态比对分析，系统能够在发生任何数据变化时立即作出响应，这不仅有助于检测传感器脱落的情况，还有效防止了环境因素对测量结果的不利影响，从而显著提高了测量的精确性和可靠性。通过压力数据的比对来防止传感器脱落，并利用温度和湿度数据的比对与调节来减少环境因素对测量值的干扰，有助于确保测量结果的稳定性和一致性。根据比对电阻值与阈值，能够检测到混凝土墙壁上的裂缝，并能够及时发出预警信号，有效防止了裂缝扩大带来的潜在损失，为及时采取必要的修复和维护措施提供了可靠依据。
另一方面，本发明还提出了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统，包括：
采集单元，被配置为采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器；
监测单元，被配置为在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将所述柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对所述待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集所述柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化；
判断单元，被配置为当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
所述判断单元还被配置为当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速；
所述判断单元还被配置为当确定是否开启所述散热风扇并确定所述初始转速后，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整；
预警单元，被配置为当确定是否对所述初始转速进行调整后，采集所述柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据所述第一电阻值R1与所述电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝；
当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝；
当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
可以理解的是，上述基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法及系统具备相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
高密度聚乙烯（HDPE）是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的粘均分子量大于150万的热塑性工程塑料。该材料综合性能优越，耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，耐磨性能优于聚四氟乙烯、尼龙、聚甲醛、碳钢、黄铜等材料，可长期在-269～80 ℃条件下工作，所以是目前世界性能最好的工程塑料。因此，其被广泛用于板材制品、吹塑注塑制品、管材薄膜类制品和线缆等化工领域。
基于HDPE材料的水池混凝土通常比传统的钢筋混凝土结构更具防水性和抗腐蚀性，这有助于减少一些常见的混凝土开裂情况。然而，仍然存在一些情况导致HDPE水池混凝土开裂，例如虽然HDPE具有较好的隔热性能，但仍然受到温度变化的影响。在极端温度条件下，特别是在冷却或加热过程中，混凝土和HDPE的热胀冷缩系数可能不同，导致混凝土出现开裂。但是由于HDPE的限制混凝土开裂情况较小，使用肉眼可能无法检测，容易忽略，随着长时间使用减少了水池的使用寿命以及安全性。然而在不损坏结构的前提下对细微裂缝的检测技术中光纤传感技术，其造价昂贵，持续检测成本较高，柔性导电涂料的混凝土裂缝检测受操作人员经验影响较大，且存在易剥离受环境影响明显的问题，在进行裂缝持续检测时需专业人员辅助。因此，有必要设计一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统及方法用以解决当前运用柔性导电涂料测量基于HDPE材料的水池混凝土细小裂缝中的问题。
参阅图1所示，本实施例提供了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，包括：
S100：采集待检测区域的图像数据，根据图像数据获取待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器。
S200：在确定可布设柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据实时电阻值R0与电阻值阈值Rmax的大小关系判断水池混凝土墙壁是否存在应力变化。
S300：当R0＞Rmax时，采集柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据压力数据判断柔性导电涂料传感器是否存在脱落。
S400：当判定柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据温度数据判断是否开启散热风扇并确定散热风扇的初始转速。
S500：当确定是否开启散热风扇并确定初始转速后，采集柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据湿度数据判定是否对初始转速进行调整。
S600：当确定是否对初始转速进行调整后，采集柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据第一电阻值R1与电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝。当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝。当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
具体而言，通过采集待检测区域的图像数据来获取水池混凝土墙壁表面的粗糙度。初步分析墙壁表面的状态，以决定是否可布设柔性导电涂料传感器。有利于减少传感器检测异常的情况，提升了该检测方法的适应性，通过图像数据智能判断，降低了操作人员的门槛。若可布设柔性导电涂料传感器，那么在确定后，将传感器粘贴在墙壁表面，并以初始预紧力N0固定。其传感器为含有大量导电颗粒的柔性涂料固化成的导电膜，将其附着在混凝土表面，在两端粘贴平行电极并连接导线用于测试导电膜的电阻值。当混凝土某处出现裂缝或裂缝扩展时，柔性导电涂料与混凝土协调变形，利用仪器监测其电阻变化，即可实时的反馈混凝土裂缝情况。初始预紧力N0是为了使传感器紧密贴合在墙体表面。在监测过程中，实时采集传感器的电阻值R0，并设置电阻值阈值Rmax。通过检测实时电阻值R0与电阻值阈值Rmax的关系，可以判断墙壁是否存在应力变化。如果R0＞Rmax，说明可能发生应力变化，此时应力变化包括两种情况，一种为墙体出现裂缝或将要出现裂缝引起的应力变化，第二种为传感器环境变化造成测量数据变动。因此接下来采集传感器与墙壁之间的压力数据，以判断是否传感器存在脱落情况。这是一个关键的安全性检测步骤。如果传感器没有脱落，继续采集传感器周围的温度数据，以判断是否需要开启散热风扇并确定初始转速。这有助于排除水池墙壁周围的温度影响，减少环境因素对测量值的影响。采集传感器周围的湿度数据，以判断是否需要调整初始转速。当排除传感器掉落以及环境因素影响后，采集传感器的第一电阻值R1，并与电阻值阈值Rmax进行比对，根据比对结果判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝。如果R1＜Rmax＜R0，表明墙壁未裂缝，反之，如果Rmax＜R1＜R0，表明墙壁产生裂缝并进行预警。
可以理解的是，通过图像分析实现了在传感器安装前对检测环境进行初步分析，减小了传感器检测异常的风险。实时数据采集和分析降低了对操作人员经验的依赖，提高了测量精度。通过压力、温度和湿度数据的比对和调节，减少了环境因素对测量结果的影响。能够及时检测和预警水池混凝土墙壁的裂缝，有助于采取及时的修复措施，延长水池的使用寿命和提高安全性。
在本申请的一些实施例中，在步骤S100中采集待检测区域的图像数据，根据图像数据获取待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器，包括：预先设定粗糙度最低阈值Kmin和粗糙度最高阈值Kmax，根据待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度K0与粗糙度阈值Kmin、粗糙度最高阈值Kmax的大小关系判断是否可布设柔性导电涂料传感器。当K0＜Kmin或K0＞Kmax时，判定不可布设柔性导电涂料传感器。当Kmin≤K0≤Kmax时，判定可布设柔性导电涂料传感器。
具体而言，K0代表实际测得的墙壁表面粗糙度，而Kmin和Kmax是预先设定的粗糙度阈值。粗糙度是墙体表面的纹理和凹凸程度的度量，通常以数值表示。在水池混凝土裂缝检测中，通过采集待检测区域的图像数据并分析其粗糙度，可以初步了解水池混凝土墙壁表面的状态。如果墙体粗糙度较低可能导致传感器无法有效附着在墙体表面，从而造成测量数据异常，若是墙体表面粗糙度较高，当墙体产生细裂缝时传感器可能无法反应，造成测量无效的局面。因此在布设前对粗糙度进行分析提高了测量结果的准确性和可靠性。
可以理解的是，在传感器的布设之前对墙壁表面的粗糙度进行初步分析，从而减小了布设不合理使得测量数据异常的情况。通过设置最低和最高粗糙度阈值，可以根据具体的墙壁状况来自动判断是否需要传感器，减少了操作人员主观判断的影响，提高了判断的客观性和一致性。确保了传感器的合理布设，有效节省了资源和维护成本，同时提高了检测系统的可靠性。
在本申请的一些实施例中，在确定可布设柔性导电涂料传感器后，步骤S200中根据实时电阻值R0与电阻值阈值Rmax的大小关系判断水池混凝土墙壁是否存在应力变化，包括：当R0＞Rmax时，判定水池混凝土墙壁存在应力变化。当R0＝Rmax时，判定水池混凝土墙壁不存在应力变化。
具体而言，通过监测传感器的电阻值变化，系统能够实时捕捉墙壁的应力变化情况。当R0＞Rmax时，系统判定存在应力变化，这可能是由裂缝引起，或是由传感器引起，此时可通过初步预警提高对水池混凝土墙壁的重视，通过分析应力变化能够及早发现风险。而当R0等于Rmax时，系统判定墙壁不存在应力变化。提高了检测的准确性和实用性，使系统能够有效地识别潜在的问题，有助于维护水池混凝土结构的安全性和耐久性。
在本申请的一些实施例中，步骤S300中当R0＞Rmax时，采集柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据压力数据判断柔性导电涂料传感器是否存在脱落，包括：预先设定压力数据阈值Ymax。根据压力数据Y0与压力数据阈值Ymax的大小关系判断柔性导电涂料传感器是否存在脱落。当Y0＜Ymax时，判定柔性导电涂料传感器存在脱落，并根据压力数据Y0对初始预紧力N0进行调节。当Y0≥Ymax时，判定柔性导电涂料传感器不存在脱落。
可以理解的是，当实时电阻值R0超过电阻值阈值Rmax时，系统采集柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，并根据压力数据来判断传感器是否脱落。当传感器脱落时，墙壁表面的压力会减小，导致压力数据Y0小于预先设定的阈值Ymax。若传感器脱落由于存在施加预紧力的位置，因此传感器在自重作用下形成拉伸因此其表现为压力数据减小而电阻值增大。系统根据这一数据关系判定传感器脱落，并进一步通过调节初始预紧力N0来修复脱落的传感器。相反，当Y0大于等于Ymax时，系统判定传感器未脱落，无需调整预紧力。这一设计保证了传感器的稳定性和可靠性，有助于避免误报并排除由于传感器本身引起的电阻值变化情况，同时能够及时检测和处理传感器脱落情况，提高了系统的可操作性和准确性。
在本申请的一些实施例中，在步骤S300中当Y0＜Ymax时，判定柔性导电涂料传感器存在脱落，根据压力数据Y0对初始预紧力N0进行调节，包括：预先设定第一预设压力数据Y1和第二预设压力数据Y2，且Y1＜Y2＜Ymax。预先设定第一预设调整系数A1、第二预设调整系数A2和第三预设调整系数A3，且A1＜A2＜A3。根据压力数据Y0与各预设压力数据的大小关系选取调整系数对初始预紧力N0进行调节，并以调整后的预紧力对柔性导电涂料传感器固定。当Y0≤Y1时，选取第三预设调整系数A3对初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A3。当Y1＜Y0≤Y2时，选取第二预设调整系数A2对初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A2。当Y2＜Y0＜Ymax时，选取第一预设调整系数A1对初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A1。
具体而言，当系统判定柔性导电涂料传感器存在脱落时，根据压力数据Y0对初始预紧力N0进行调节，以确保传感器固定在墙壁表面。预先设定了多个预设压力数据阈值和对应的调整系数，以根据Y0与这些阈值的大小关系来选取适当的调整系数进行预紧力的调节。
可以理解的是，根据实际情况动态调整预紧力，有助于保持传感器的稳固性，避免了过度或不足的预紧力，提高了系统的稳定性和可靠性，确保了有效的裂缝监测。
在本申请的一些实施例中，当判定柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，步骤S400中采集柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据温度数据判断是否开启散热风扇并确定散热风扇的初始转速，包括：预先设定温度阈值Wmax，根据温度数据W0与温度阈值Wmax的大小关系判断是否开启散热风扇。当W0＞Wmax时，判定开启散热风扇并根据温度数据W0与温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定散热风扇的初始转速。当W0≤Wmax时，判定不开启散热风扇。
具体而言，当柔性导电涂料传感器没有脱落时，采集周围的温度数据，并根据这些数据来决定是否需要开启散热风扇以及确定风扇的初始转速。预先设定了温度阈值Wmax，根据温度数据W0与Wmax的大小关系来判断是否需要散热，如果温度超过阈值，系统会启动散热风扇，并根据温度差值△W来确定初始转速，以有效降低温度，保持传感器正常工作。
可以理解的是，当环境温度较高时，由于传感器与墙体材质的差异，膨胀系数不同，可能引起在没有裂缝的情况下电阻值增大的情况。并且温度变化还可以引起传感器的零点漂移，即在没有输入信号时，传感器输出的值发生变化。这会导致误差。并且传感器的工作原理依赖于特定材料的性质，而这些性质通常受温度影响。电阻温度传感器的电阻值随温度变化而变化，这直接影响了测量结果。因此根据温度数据与温度阈值的比对关系确定是否开启散热风扇有利于维持传感器的工作环境，提升其测量精度。
在本申请的一些实施例中，步骤S400中判定开启散热风扇并根据温度数据W0与温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定散热风扇的初始转速，包括：预先设定第一预设温度差值△W1、第二预设温度差值△W2和第三预设温度差值△W3，且△W1＜△W2＜△W3。预先设定第一预设转速Z1、第二预设转速Z2和第三预设转速Z3，且Z1＜Z2＜Z3。根据温度差值△W与各预设温度差值的大小关系确定散热风扇的初始转速。当△W1≤△W＜△W2时，确定散热风扇的初始转速为Z1。当△W2≤△W＜△W3时，确定散热风扇的初始转速为Z2。当△W3≤△W时，确定散热风扇的初始转速为Z3。
具体而言，根据温度数据的变化来智能控制散热风扇的初始转速，以有效调节水池混凝土墙壁上的柔性导电涂料传感器的工作环境。通过预先设定不同的温度差值阈值和相应的散热风扇转速，系统可以根据实际温度差值与预设值的关系来选择合适的初始转速，从而实现了精确而高效的温度调节。有助于防止传感器过热或在不必要的情况下启动散热风扇，降低了能源消耗和系统维护成本，同时保障了传感器的正常工作，进一步提高了测量系统的可靠性和性能。
在本申请的一些实施例中，当确定是否开启散热风扇并确定初始转速为Zi后，i=1，2，3，步骤S500中采集柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据湿度数据判定是否对初始转速进行调整，包括：预先设定湿度阈值Smax，根据湿度数据S0与湿度阈值Smax的大小关系判断是否对初始转速Zi进行调整。当S0＞Smax时，判定对初始转速Zi进行调整。当S0＜Smax时，判定不对初始转速Zi进行调整。
具体而言，通过监测周围湿度数据，实现了对散热风扇初始转速的智能调整。预先设定湿度阈值Smax，根据实际湿度数据S0与阈值的比较，决定是否需要调整初始转速Zi。当湿度超过阈值Smax时，系统会自动对初始转速进行调整，以适应高湿度环境，有助于有效降低传感器在潮湿条件下的温度，并减少潜在的故障风险。相反，如果湿度在阈值以下，系统将保持当前的初始转速，避免不必要的能耗和机械磨损，从而提高了传感器的稳定性和寿命。这种智能湿度调节系统有效应对了不同湿度条件下的工作需求，提高了传感器测量的准确性和可靠性。
可以理解的是，根据湿度对散热风扇转速的调节是为了优化传感器的性能和稳定性，因为湿度会影响传感器和其周围环境的热传递和散热过程。湿度和温度之间存在密切的关联。在高湿度条件下，热传递的效率通常较低，因为湿度能够减缓热的传播速度。这可能导致传感器周围温度上升，尤其是在高温环境下。通过调整散热风扇的转速，可以更有效地降低温度，确保传感器的正常运行温度范围内，以维持测量的准确性。在高湿度环境下，容易发生水汽凝结，可能会导致传感器元件和电路的损坏。通过调整风扇的转速，可以帮助将潮气从传感器表面排除，防止水汽凝结，从而保护传感器免受潮湿环境的影响。通过根据湿度进行调节，传感器在不同湿度条件下能够维持更加稳定的工作状态。这有助于确保测量结果的可靠性，尤其是在湿度变化较大的应用中。
在本申请的一些实施例中，步骤S500中当S0＞Smax时，判定对初始转速Zi进行调整，包括：预先设定第一预设湿度S1、第二预设湿度S2，且Smax＜S1＜S2。预先设定第一预设转速调整系数B1、第二预设转速调整系数B2和第三预设转速调整系数B3，且B1＜B2＜B3。根据湿度数据S0与各预设湿度的大小关系选取转速调整系数对初始转速Zi进行调整，并控制散热风扇以调整后的转速运行。当Smax＜S0＜S1时，选取第一预设转速调整系数B1对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B1。当S1≤S0＜S2时，选取第二预设转速调整系数B2对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B2。当S2≤S0时，选取第三预设转速调整系数B3对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B3。
可以理解的是，预设多个湿度阈值和相应的转速调整系数，允许系统根据湿度的不同范围进行精确的散热风扇转速调节。这种精确性有助于确保系统在各种湿度条件下都能够以最佳方式进行散热，降低了过度或不足散热的风险，从而维护了系统的稳定性。针对不同湿度水平采用不同的转速调整系数，可以优化系统的性能。在高湿度条件下，较高的转速可以更有效地冷却传感器，防止过热。传感器系统无需人工干预即可根据湿度数据智能选择适当的转速调整系数，从而降低了操作人员的负担，并减少了操作错误的可能性。
上述实施例中通过图像分析在传感器安装前对待检测区域进行全面评估，有助于减少传感器异常检测的可能性，同时简化了操作人员的操作，提高了系统的智能化水平。随后，通过电阻值的实时监测以及数据的动态比对分析，系统能够在发生任何数据变化时立即做出响应，这不仅有助于检测传感器脱落的情况，还有效防止了环境因素对测量结果的不利影响，从而显著提高了测量的精确性和可靠性。通过压力数据的比对来防止传感器脱落，并利用温度和湿度数据的比对与调节来减少环境因素对测量值的干扰，有助于确保测量结果的稳定性和一致性。根据比对电阻值与阈值，能够检测到混凝土墙壁上的裂缝，并能够及时发出预警信号，有效防止了裂缝扩大带来的潜在损失，为及时采取必要的修复和维护措施提供了可靠依据。
基于上述实施例的另一种优选的方式中，参阅图2所示，本实施方式提供了一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统，包括：
采集单元，被配置为采集待检测区域的图像数据，根据图像数据获取待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器；
监测单元，被配置为在确定可布设柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据实时电阻值R0与电阻值阈值Rmax的大小关系判断水池混凝土墙壁是否存在应力变化；
判断单元，被配置为当R0＞Rmax时，采集柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据压力数据判断柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
判断单元还被配置为当判定柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据温度数据判断是否开启散热风扇并确定散热风扇的初始转速；
判断单元还被配置为当确定是否开启散热风扇并确定初始转速后，采集柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据湿度数据判定是否对初始转速进行调整；
预警单元，被配置为当确定是否对初始转速进行调整后，采集柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据第一电阻值R1与电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝；
当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝；
当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
可以理解的是，上述基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法及系统具备相同的有益效果，在此不再赘述。
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，包括：
采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器；
在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将所述柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对所述待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集所述柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化；
当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速；
当确定是否开启所述散热风扇并确定所述初始转速后，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整；
当确定是否对所述初始转速进行调整后，采集所述柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据所述第一电阻值R1与所述电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝；
当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝；
当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
2.根据权利要求1所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器，包括：
预先设定粗糙度最低阈值Kmin和粗糙度最高阈值Kmax，根据所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度K0与所述粗糙度阈值Kmin、粗糙度最高阈值Kmax的大小关系判断是否可布设所述柔性导电涂料传感器；
当K0＜Kmin或K0＞Kmax时，判定不可布设所述柔性导电涂料传感器；
当Kmin≤K0≤Kmax时，判定可布设所述柔性导电涂料传感器。
3.根据权利要求2所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化，包括：
当R0＞Rmax时，判定所述水池混凝土墙壁存在应力变化；
当R0＝Rmax时，判定所述水池混凝土墙壁不存在应力变化。
4.根据权利要求3所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落，包括：
预先设定压力数据阈值Ymax；根据压力数据Y0与所述压力数据阈值Ymax的大小关系判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
当Y0＜Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器存在脱落，并根据所述压力数据Y0对所述初始预紧力N0进行调节；
当Y0≥Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落。
5.根据权利要求4所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，当Y0＜Ymax时，判定所述柔性导电涂料传感器存在脱落，根据所述压力数据Y0对所述初始预紧力N0进行调节，包括：
预先设定第一预设压力数据Y1和第二预设压力数据Y2，且Y1＜Y2＜Ymax；预先设定第一预设调整系数A1、第二预设调整系数A2和第三预设调整系数A3，且A1＜A2＜A3；根据所述压力数据Y0与各预设压力数据的大小关系选取调整系数对所述初始预紧力N0进行调节，并以调整后的预紧力对所述柔性导电涂料传感器固定；
当Y0≤Y1时，选取所述第三预设调整系数A3对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A3；
当Y1＜Y0≤Y2时，选取所述第二预设调整系数A2对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A2；
当Y2＜Y0＜Ymax时，选取所述第一预设调整系数A1对所述初始预紧力N0进行调节，获取调整后的预紧力N0*A1。
6.根据权利要求1所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速，包括：
预先设定温度阈值Wmax，根据温度数据W0与所述温度阈值Wmax的大小关系判断是否开启所述散热风扇；
当W0＞Wmax时，判定开启所述散热风扇并根据所述温度数据W0与所述温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定所述散热风扇的初始转速；
当W0≤Wmax时，判定不开启所述散热风扇。
7.根据权利要求6所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，所述判定开启所述散热风扇并根据所述温度数据W0与所述温度阈值Wmax的温度差值△W＝W0-Wmax确定所述散热风扇的初始转速，包括：
预先设定第一预设温度差值△W1、第二预设温度差值△W2和第三预设温度差值△W3，且△W1＜△W2＜△W3；预先设定第一预设转速Z1、第二预设转速Z2和第三预设转速Z3，且Z1＜Z2＜Z3；根据所述温度差值△W与各预设温度差值的大小关系确定所述散热风扇的初始转速；
当△W1≤△W＜△W2时，确定所述散热风扇的初始转速为Z1；
当△W2≤△W＜△W3时，确定所述散热风扇的初始转速为Z2；
当△W3≤△W时，确定所述散热风扇的初始转速为Z3。
8.根据权利要求7所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，当确定是否开启所述散热风扇并确定初始转速为Zi后，i=1，2，3，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整，包括：
预先设定湿度阈值Smax，根据湿度数据S0与所述湿度阈值Smax的大小关系判断是否对初始转速Zi进行调整；
当S0＞Smax时，判定对所述初始转速Zi进行调整；
当S0＜Smax时，判定不对所述初始转速Zi进行调整。
9.根据权利要求8所述的基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测方法，其特征在于，当S0＞Smax时，判定对所述初始转速Zi进行调整，包括：
预先设定第一预设湿度S1、第二预设湿度S2，且Smax＜S1＜S2；预先设定第一预设转速调整系数B1、第二预设转速调整系数B2和第三预设转速调整系数B3，且B1＜B2＜B3；根据所述湿度数据S0与各预设湿度的大小关系选取转速调整系数对所述初始转速Zi进行调整，并控制所述散热风扇以调整后的转速运行；
当Smax＜S0＜S1时，选取所述第一预设转速调整系数B1对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B1；
当S1≤S0＜S2时，选取所述第二预设转速调整系数B2对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B2；
当S2≤S0时，选取所述第三预设转速调整系数B3对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*B3。
10.一种基于HDPE材料的水池混凝土裂缝检测系统，其特征在于，包括：
采集单元，被配置为采集待检测区域的图像数据，根据所述图像数据获取所述待检测区域内水池混凝土墙壁表面的粗糙度，根据所述粗糙度判断是否可布设柔性导电涂料传感器；
监测单元，被配置为在确定可布设所述柔性导电涂料传感器后，以初始预紧力N0将所述柔性导电涂料传感器布设在水池混凝土墙壁的表面，对所述待检测区域进行持续监测，在监测过程中采集所述柔性导电涂料传感器的实时电阻值R0并预先设定电阻值阈值Rmax，根据所述实时电阻值R0与所述电阻值阈值Rmax的大小关系判断所述水池混凝土墙壁是否存在应力变化；
判断单元，被配置为当R0＞Rmax时，采集所述柔性导电涂料传感器与水池混凝土墙壁间的压力数据，根据所述压力数据判断所述柔性导电涂料传感器是否存在脱落；
所述判断单元还被配置为当判定所述柔性导电涂料传感器不存在脱落情况时，采集所述柔性导电涂料传感器周围的温度数据，根据所述温度数据判断是否开启散热风扇并确定所述散热风扇的初始转速；
所述判断单元还被配置为当确定是否开启所述散热风扇并确定所述初始转速后，采集所述柔性导电涂料传感器周围的湿度数据，根据所述湿度数据判定是否对所述初始转速进行调整；
预警单元，被配置为当确定是否对所述初始转速进行调整后，采集所述柔性导电涂料传感器的第一电阻值R1，根据所述第一电阻值R1与所述电阻值阈值Rmax判断水池混凝土墙壁是否产生裂缝；
当R1＜Rmax＜R0时，判定水池混凝土墙壁未产生裂缝；
当Rmax＜R1＜R0时，判定水池混凝土墙壁产生裂缝并进行预警。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117589974A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 北京益汇达清水建筑工程有限公司 | 用于耐腐蚀清水混凝土的检测方法 |
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2023
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| CN117589974A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 北京益汇达清水建筑工程有限公司 | 用于耐腐蚀清水混凝土的检测方法 |
| CN117589974B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-09 | 北京益汇达清水建筑工程有限公司 | 用于耐腐蚀清水混凝土的检测方法 |
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