[发明专利]一种基于涡流热传导的混凝土内部钢筋锈蚀量估计方法

说明书

本发明涉及一种基于涡流热传导的混凝土内部钢筋锈蚀量估计方法，属于钢筋锈蚀量估计领域，包括：S1：构建绝热表面的涡流热传导混凝土内部锈蚀检测装置；S2：通过S1所述装置中的激励电源，在混凝土内的钢筋中形成涡流，涡流产生的焦耳热传到混凝土表面，构成携带锈蚀量信息的表面温度场；基于软硬件方法解决电磁兼容问题，从而去除表面温度测量误差；S3：通过四级简化法实现涡流热传导物理模型的简化，并利用此模型生成虚拟数据；S4：利用S2中得到的真实数据和S3中得到的虚拟数据，实现深层神经网络模型求解，解决涡流热传导反系数问题，估计混凝土内部钢筋锈蚀量。本发明数学表达模型简单，模型参数求取简单，提高了结果精度。

技术领域

本发明属于钢筋锈蚀量估计领域，涉及一种基于涡流热传导的混凝土内部钢筋锈蚀量估计方法。

背景技术

钢筋是混凝土结构中最重要的元素之一，它直接决定了结构的抗压、抗剪、抗震、抗冲击性能，影响结构的安全性和耐久性。钢及钢筋锈蚀量的有效检测，是评定钢筋混凝土结构耐久性的重要前提，没有可靠的检测数据就无法得到可靠的评估和预测结果。混凝土结构无损检测技术就是在不影响其使用性能的前提下，利用物理方法测定与结构质量有关的某些物理量，通过测得的物理量与结构强度、尺寸及完整性等的相关性分析达到检测的目的。

中国专利CN104677943A公开的基于红外热成像的混凝土内部钢筋锈蚀度检测方法是利用红外热像仪检测温度，因此，混凝土表面必须是裸露的或者部分裸露的，以使红外热像仪可以检测到其温度，然而在实践中混凝土表面裸露会带来以下问题：(1)表面温度受环境温度以及风速影响；(2)表面存在传导、对流和辐射3种热传递方式，表面热传递过程的数学表达复杂；(3)待测钢筋相对混凝土表面两侧不对称，热传导物理模型复杂。上述问题会导致混凝土表面温度与内部钢筋锈蚀量的关系复杂，理论上需要更复杂的数学表达模型，进而造成模型参数求取困难，或者精度受限，最终导致结果精度受损。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于涡流热传导的混凝土内部钢筋锈蚀量估计方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于涡流热传导的混凝土内部钢筋锈蚀量估计方法，包括以下步骤：

S1：构建绝热表面的涡流热传导混凝土内部锈蚀检测装置；

S2：通过S1所述装置中的激励电源，在混凝土内的钢筋中形成涡流，涡流产生的焦耳热传到混凝土表面，构成携带锈蚀量信息的表面温度场；基于软硬件方法解决电磁兼容问题，从而去除表面温度测量误差；

S3：通过四级简化法实现涡流热传导物理模型的简化，并利用此模型生成虚拟数据；

S4：利用S2中得到的真实数据和S3中得到的虚拟数据，实现深层神经网络模型求解，解决涡流热传导反系数问题，从而，估计混凝土内部钢筋锈蚀量。

进一步，步骤S1中所述绝热表面的涡流热传导混凝土内部锈蚀检测装置包括：

贴附在混凝土表面的贴片式温度传感阵列；

用于在混凝土内部钢筋处形成强磁场的激励电源；

用于冷却激励电源的冷却系统，所述冷却系统的冷却管与激励电源连接；

用于控制贴片式温度传感阵列、激励电源和冷却系统的控制电脑；

用于为贴片式温度传感阵列、激励电源、冷却系统和控制电脑供电的供电系统；

在混凝土表面添加绝热层，实现S2所述简化的理论物理模型。

进一步，步骤S2所述电磁兼容解决方法具体包括：

硬件方法：采用非金属温度传感器和滤波电路消除电磁干扰，利用感温电路中的旁路电容去除电磁干扰；