[发明专利]基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法

权利要求书

1.一种基于红外热成像的识别钢管混凝土构件脱空缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作一个正方形钢管混凝土试件作为基准试件，方形钢管钢板围成，内部使用混凝土填充，保证钢板与混凝土粘结良好；

所述钢板与钢管混凝土构件中的钢管具有相同的材质与厚度；基准试样所用的混凝土配方、制备方法及养护过程与钢管混凝土构件保持一致；

(2)将基准试样置于加热装置的热场中，并使两者中心重合；加热部件的加热面平行于基准试样中的钢板，加热部件与基准试样保持20cm-30cm间距；调节加热装置的控制器，对基准试样加热10～30分钟；停止加热后，使用红外数字图像收集系统从各方向对基准试样进行拍照；

(3)将钢管混凝土构件置于加热装置的热场中，使其中心与热场中心重合；加热部件的加热面平行于钢管混凝土构件的钢管轴线方向，加热部件与钢管混凝土构件保持20cm-30cm间距；调节加热装置的控制器，对钢管混凝土构件加热10～30分钟；停止加热后，使用红外数字图像收集系统从各方向对钢管混凝土构件进行拍照；

(4)将拍摄所得红外数字照片通过有线或无线方式传输至计算机，并存储在存储设备中；

(5)使用红外数字图像处理软件对红外数字照片进行温度识别处理，分别绘制出基准试样和钢管混凝土构件的温度分布图；

(6)基于基准试样的温度分布图，获得表面温度平均值，记为T₁；基于钢管混凝土构件的温度分布图，获得待测区域平均温度，记为T₂；

(7.1)如果钢管混凝土构件的待测区域内任一点与其平均温度T₂的差值在±3℃之间，则认为待测区域的温度分布均匀，此时按下述方式进行评估：

A、如果T₁与T₂的差值在±3℃之间，判定钢管混凝土待测区域的钢管与混凝土粘结良好，不存在脱空现象；

B、如果T₂-T₁8℃，判定钢管混凝土构件的待测区域内钢管与混凝土完全脱空；

C、如果3℃T₂-T₁8℃或者T₁-T₂3℃，判定试验过程中误差过大；此时应重复步骤(2)～(6)，以再次获取的T₁、T₂数据重新进行评估；

(7.2)如果钢管混凝土构件的待测区域内存在超过3个位置的温度与平均温度T₂的差值大于±3℃，则认为待测区域的温度分布不均，并且判定待测区域内部分区域存在脱空缺陷；此时按下述方式继续进行评估：

a、根据钢管混凝土构件待测区域的温度分布图，区分高温区域H与低温区域L；

b、在高温区域H中选择温度相对平均的子区域，基于该子区域的温度分布图获得平均温度，记为T₃；在低温区域L中选择温度相对平均的子区域，基于该子区域的温度分布图获得平均温度，记为T₄；

c、如果T₁与T₄的差值在±3℃之间，判定低温区域L的钢管与混凝土粘结良好；

d、如果T₁与T₄的误差大于±3℃，判定测试过程中误差过大，此时应重复步骤(2)～(6)，以再次获取的T₁、T₄数据重新进行评估；

e、如果T₃-T₁5℃，判定钢管混凝土构件待测区域高温区域与混凝土完全脱空；

f、如果T₃-T₁5℃，判定试验过程中误差过大；此时应重复步骤(2)～(6)，以再次获取的T₁、T₃数据重新进行评估；

g、根据钢管混凝土构件待测区域的温度分布图，计算低温区域L到高温区域H的温度变化梯度G，单位℃/cm；当某位置的温度变化梯度G大于关键值G_c时，判定此处为钢管混凝土构件脱空区域的边界点；

h、重复步骤e，获得若干个边界点；连接相邻的边界点，直至识别并绘制出钢管混凝土构件待测区域脱空缺陷的完整边界。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中所述关键值G_c取值为8℃/cm。