[发明专利]一种厚钢壳混凝土的脱空质能检测系统和方法

说明书

本发明提供了一种厚钢壳混凝土的脱空质能检测系统及方法，属于混凝土脱空检测技术领域。包括网格划分模块，用于对厚钢壳混凝土进行网格划分，确定检测区域；数据采集模块，用于利用敲击锤在检测区域上施加冲击荷载，激发弹性振动波，利用传感器获取检测区域的钢板表面自由振动波；滤波模块，用于对钢板表面自由振动波进行分解与滤波处理，消除噪声；归一化模块，用于对消除噪声后的自动振动波进行归一化处理；质能分析模块，用于根据所述归一化后的自由振动波，建立质能强度与厚钢壳混凝土脱空指标的关系；展示模块，用于将质能强度与厚钢壳混凝土脱空指标的关系进行展示。本发明解决了常规脱空检测方法适用性较差以及检测精度不高的问题。

技术领域

本发明属于混凝土脱空检测技术领域，尤其涉及一种厚钢壳混凝土的脱空质能检测系统和方法。

背景技术

无损检测是确保钢壳混凝土高质量建设和长期运行安全的重要保障。钢壳混凝土是钢板和混凝土两种材料的复合结构，因此两种材料结合的紧密程度直接关系到结构的承载能力与耐久性。

对钢壳混凝土浇筑质量的检测，日本研究人员进行了大量实验研究。由于钢壳的存在使得各种电磁波类检测方法无法应用，目前主要是依靠弹性波类和射线类检测方法，弹性波类检测方法主要有打音法、超声波法和冲击回波法；射线类检测方法主要有中子射线法等。打音法通过频谱和卓越频率分析可以分辨出脱空区域较大的脱空缺陷，该方法对脱空面积指标具备较好的灵敏度，但当钢板与混凝土间出现产生微小缝隙(0.1～1mm)的剥离缺陷时，打音法无法定量判别脱离的距离，极易出现误判，且效率不高(约30s/点)，在实际工程应用中，打音法的检测精度一般为60～70％。除打音法外，日本对冲击回波法(冲击弹性波法)、连续扫频波法、超声波法和横波超声波法等检测方法也进行了大量实验研究，其研究结果表明，这些方法对检测钢板与混凝土间是否存在剥离都是有效的，但都无法准确判断脱空高度，检测适用性很差，就检测效率看，打音法检测效率最高，超声波法检测效率最低。

总之，常规检测方法的适用性较差，检测精度不高，为解决钢壳混凝土脱空检测这一技术难题，保证工程浇筑质量，本发明提出了一种厚钢壳混凝土脱空质能检测方法和系统。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种厚钢壳混凝土的脱空质能检测系统和方法，解决了常规脱空检测方法适用性较差以及检测精度不高的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种厚钢壳混凝土的脱空质能检测系统，包括网格划分模块、数据采集模块、滤波模块、归一化模块、质能分析模块以及展示模块；

所述网格划分模块，用于对厚钢壳混凝土进行网格划分，确定检测区域；

所述数据采集模块，用于利用敲击锤在检测区域上施加冲击荷载，激发弹性振动波，并根据激发的弹性振动波，利用传感器获取检测区域的钢板表面自由振动波；

所述滤波模块，用于对钢板表面自由振动波进行分解与滤波处理，消除噪声；

所述归一化模块，用于对消除噪声后的自动振动波进行归一化处理，得到归一化后的自由振动波；

所述质能分析模块，用于根据所述归一化后的自由振动波，建立质能强度与厚钢壳混凝土脱空指标的关系；

所述展示模块，用于将质能强度与厚钢壳混凝土脱空指标的关系进行展示，完成对厚钢壳混凝土的脱空质能检测。

本发明的有益效果是：本发明实现了钢壳混凝土脱空检测自动化数据获取、数据处理、脱空(区域、面积、高度)判定以及结果的展示。

进一步地，所述数据采集模块包括采集控制单元、敲击锤和传感器；

所述敲击锤，用于在待检测位置施加冲击荷载，激发弹性振动波；