[发明专利]石质文物裂隙的原位、无损检测方法

权利要求书

1.一种石质文物裂隙的原位、无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，测量待检测石质文物的几何形状和尺寸，绘制石质文物的几何图，初始划分网格；

步骤2，根据步骤1所得到的几何图，测量待检测石质文物外观无裂隙且表面相对平整的部位的纵波波速，具体为任意选取不同的位置，分别测量纵波传播时间t和对应的直线距离x，得到一组数据点(t,x)，作t-x图，拟合得到一条直线；

步骤3，测量待检测石质文物可能存在裂隙的部位的纵波波速，具体为在石质文物可能含有裂隙的部位意选定一个网格作为发射网格，其他网格分别作为接收网格，测量纵波在发射网格和接收网格间的传播时间t，同时测量发射网格发射面的中心点与接收网格接收面的中心点之间的直线距离x，得到一组数据点(t,x)，作t-x图；

步骤4，在步骤3所述的t-x图中找出偏离步骤2所述直线前的最后一个直线点和回归所述直线后的第一个直线点的坐标，通过坐标找出对应的网格编号，在步骤1所述的几何图中标出相应的网格，得到该两个直线点所对应的两个接收网格，在步骤1所述的几何图中分别用直线将发射网格发射面的中心点与该两个接收网格接收面的中心点连接，得到两条边界线，两条边界线与石质文物轮廓线构成第一区域；

步骤5，对于出露裂隙，在石质文物可能含有裂隙的部位另取一个网格作为发射网格，重复步骤3和步骤4，在所述几何图中得到第二区域，第一区域与第二区域相交，连接由两条边界线相交构成的交点和裂隙出露点，该连线即为裂隙；对于未出露裂隙，在石质文物可能含有裂隙的部位另取两个网格作为发射网格，重复步骤3和步骤4，在所述几何图中得到第二区域和第三区域，第一区域、第二区域以及第三区域相交，连接各由三条边界线相交构成的2个交点，该连线即为裂隙；

步骤6，在几何图中测量所得裂隙的长度，以及测量裂隙与选定表面的夹角得到裂隙倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤1中，将网格按顺序编号，步骤3中将各个接收网格测量得到的纵波传播时间t、直线距离x建立表格，使得“网格号-时间t-距离x”三者一一对应，用表中的时间t和距离x数据点(t,x)绘制t-x图。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤1中，对于规则石质文物，用钢尺测量其几何形状和尺寸；对于不规则石质文物，利用三维激光扫描仪进行测量，或者利用等比例拍照投影的方法进行测量。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤2、步骤3和步骤5中，利用声波测试仪测量纵波在发射网格和接收网格间的传播时间t，并且在发射换能器、接收换能器与被测石质文物之间涂抹无污染、易去除的耦合剂。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤4中，首先在t-x图中找出偏离直线后的第一个偏离点和回归直线前的最后一个偏离点，以偏离直线后的第一个偏离点确定偏离直线前的最后一个直线点，以回归直线前的最后一个偏离点确定回归直线后的第一个直线点。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在t-x图中判断坐标点是否为偏离点时，根据石材种类选择坐标点1～2倍方差作为判断的临界点。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤5中，另取发射网格时，前后两个发射网格的距离为步骤1所述几何图中待检测石质文物剖面周长的三分之一到五分之一。

8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤5中，采用逐步加密法提高精度，即在按照初始网格测量得到裂隙后，加密步骤5两个区域或三个区域的各自边界线所属接收网格两侧各2至3个网格，将待加密网格沿着测量剖面方向把每个网格二等分，重复步骤3和步骤4，直到检测的裂隙长度和倾斜角度精度达到要求。