[发明专利]一种混凝土缺陷检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种混凝土缺陷检测方法及系统。所述方法包括：获取设定区域内待测混凝土在相同的测试条件下的多个测点的超声波形，得到多个测点的待测超声波形；对基准超声波形和待测超声波形分别进行采样得到基准波采样数据集合和多个测点的待测波采样数据集合；由基准波采样数据集合和待测波采样数据集合，计算各测点的波形不相似系数；波形不相似系数为待测超声波形相对于基准超声波形的标准化欧式距离；计算所有测点的波形不相似系数的统计量，并由统计量确定待测混凝土的缺陷所处的位置。本发明能有效判定混凝土缺陷，提高混凝土缺陷检测的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及缺陷检测领域，特别是涉及一种混凝土缺陷检测方法及系统。

背景技术

超声法检测混凝土缺陷，是指采用带波形显示功能的超声波检测仪，测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度(声速)或声时、首波幅度(波幅)、接收信号主频率(主频)和波形等声学参数，并根据这些参数及其相对变化，来判定混凝土的缺陷情况。

在《超声法检测混凝土缺陷技术规程》中声学参数声速(或声时)、波幅和主频率都是可测量的，波形参数虽能以文件格式保存，但目前只能目测其形状变化，没有可量化的指标。

超声法检测混凝土缺陷中判定参数选择和异常值判定方法是非常重要的。目前《超声法检测混凝土缺陷技术规程》中，现有的判定参数中声速或声时相对准确，但不敏感，易导致漏判；主频率受采样长度、采样时波形是否超屏和外界干扰因素影响较大，很不稳定，一般不作为判定参数；波幅在以上参数中是判定缺陷最敏感的参数，但由于受耦合条件的影响会导致误判。

为了提高超声法检测混凝土缺陷的准确性和可靠性，对时域上采用一定采样长度的波形进行量化以判定混凝土缺陷显得十分必要。因为只要混凝土有缺陷，接收到的波形必定有变化，但须保证测点不受构件边界条件影响且传播路径非缺陷介质结构构造基本一致。

目前，在超声法检测混凝土缺陷领域中，国内有学者采用Pearson相关系数来计算任意波形相对基准波形的相关系数，以该相关系数绝对值不大于1，以衡量波形之间的相关程度，被称之为“波形畸变系数”。

经大量工程检测数据分析验证，对于类似正弦波曲线的超声脉冲波，采用该系数判定波形相似性并不十分有效。因为该系数介于0～1之间，具体多少为相似或不相似，异常值的临界值(阈值)不好确定。据了解，该方法取了时域上3～5个周期的完整波形，表面上提取的信息量多了，但这样很可能携带了不利的信息而模糊了有用的信息，从而导致计算的系数判定缺陷不敏感。根据大量的工程检测验证，对缺陷敏感的有用信息在往往在首波部分(一个周期完整的波形内)。总之，目前的超声法检测混凝土缺陷的准确性和可靠性仍有待提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种混凝土缺陷检测方法及系统，以有效判定混凝土缺陷，填补长期以来波形参数不能量化和有效判定的空白，从而提高混凝土缺陷检测的准确性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种混凝土缺陷检测方法，包括：

获取设定区域内待测混凝土在相同的测试条件下的多个测点的超声波形，得到多个测点的待测超声波形；

对基准超声波形和所述待测超声波形分别进行采样得到基准波采样数据集合和多个测点的待测波采样数据集合；所述基准超声波形为无缺陷混凝土的超声波形中始于首波起跳点的一个周期连续完整波形；

由所述基准波采样数据集合和所述待测波采样数据集合，计算各测点的波形不相似系数；所述波形不相似系数为所述待测超声波形相对于所述基准超声波形的标准化欧式距离；

计算所有测点的波形不相似系数的统计量，并由所述统计量确定所述待测混凝土的缺陷和所述缺陷所处的位置；所述统计量包括平均值、标准差和设定置信水平的异常数据临界值。