[发明专利]检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法

权利要求书

1.一种检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，按以下步骤进行：

步骤1：建立混凝土原材料、水化产物、腐蚀产物的光谱库；混凝土原材料包括水泥、砂子、石子、水、减水剂、矿物掺合料，水化产物是混凝土非腐蚀条件下水化产物，腐蚀产物是石膏和钙矾石混合物；

步骤2：根据无腐蚀环境下的混凝土和腐蚀环境下的混凝土性质，确定光谱采集的技术参数；

步骤3：不同环境下的检测目标光谱数据采集；检测目标是无腐蚀环境下的混凝土A、腐蚀环境下的混凝土B；

步骤4：实测光谱曲线预处理和特征参量提取；光谱曲线是无腐蚀环境下的混凝土A的光谱曲线和腐蚀环境下的混凝土B的光谱曲线；

步骤5：光谱曲线比值与求导处理，检测对象腐蚀性产物生成过程分析；包括以下步骤：

(1)无腐蚀环境下的混凝土A和腐蚀环境下的混凝土B同一监测时间i的光谱曲线比值处理：光谱曲线i＝1，2，3，……，N；SK_i为无腐蚀环境下的混凝土A去除包络线处理后的曲线，SL_i为腐蚀环境下的混凝土B去除包络线处理后的曲线；

(2)将光谱曲线与步骤1建立的腐蚀产物光谱库进行匹配，进行拟合分析；

(3)对光谱曲线进行求导，检测对象腐蚀性产物生成定量分析。

2.根据权利要求1所述的检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，其特征在于，所述步骤1中包括以下步骤：

(1)采集混凝土相关的光谱曲线：利用光谱仪采集混凝土原材料包括水泥、砂子、石子、水、减水剂、矿物掺合料的光谱曲线；采集混凝土非腐蚀条件下水化产物的光谱曲线；采集混凝土腐蚀条件下的腐蚀产物石膏和钙矾石混合物的光谱曲线；

(2)对混凝土原材料、水化产物、腐蚀产物的光谱曲线进行包络线去除和归一化处理，提取原材料实测光谱曲线的特征参量，特征参量包括吸收位置P、吸收深度H、吸收宽度W、吸收对称度B、吸收面积S。

3.根据权利要求1所述的检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，其特征在于，所述步骤2中包括以下步骤：

(1)选取无腐蚀环境下的混凝土A和腐蚀环境下的混凝土B作为检测对象；

(2)设计监测总时间长S和光谱采集周期T，光谱测量总次数N＝S/T；

(3)确定单次光谱采集过程中光谱采集试样干湿程度、监测点个数与位置、采集最小距离、观测次数参数。

4.根据权利要求1所述的检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，其特征在于，所述步骤3中包括以下步骤：

(1)对无腐蚀环境下的混凝土A、腐蚀环境下的混凝土B进行不间断N次光谱测量；

(2)混凝土A第i次光谱采集为若干点光谱测量的平均值，即K_i，i＝1，2，3，……，N；

(3)混凝土B第i次光谱采集为若干点光谱测量的平均值，即L_i，i＝1，2，3，……，N。

5.根据权利要求1所述的检测混凝土腐蚀产物的高光谱测试与分析方法，其特征在于，所述步骤4中包括以下步骤：

(1)对实测光谱曲线小波去噪平滑，去除包络线；

(2)无腐蚀环境下的混凝土A去除包络线处理后的曲线为SK_i，腐蚀环境下的混凝土B去除包络线处理后的曲线为SL_i；

(3)提取波谱曲线的吸收特征参量，特征参量包括吸收位置P、吸收深度H、吸收宽度W、吸收对称度B、吸收面积S，确定检测对象的光谱吸收特征区间。