[发明专利]一种基于涡流加热偏转光谱的钢结构缺陷检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全监测技术领域，具体地说，涉及一种基于涡流加热偏转光谱的钢结构缺陷检测装置及方法。

背景技术

钢结构主要包括钢筋、型钢、拉索、钢桥面板、钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构等，是土木工程常见的建筑材料和工程项目。因为其质量轻、刚度大、产量高，在土木工程领域得到了广泛地应用。

但由于焊接不合格、施工工艺差、原材料缺陷、锈蚀腐蚀严重等原因，造成钢结构在原材料阶段、建设期或运营期间存在缺陷，截面不完整，无法保证结构的承载能力和安全可靠，造成不必要的人员伤亡和经济损失。然而，由于钢结构的表面通常都有一层保护层，使肉眼无法直接观察到钢结构表面的缺陷。

由此，为了对钢筋混凝土结构实施更好地管理和维护，从新的技术角度提出内部钢结构损伤的检测方案是十分有必要的。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于涡流加热偏转光谱的钢结构缺陷检测装置，该装置利用钢结构有缺陷及无缺陷处受涡流加热时温度变化不同的现象，可在不损伤钢结构本身及钢结构的保护层的情况下，对保护层内的钢结构的表面进行缺陷检测。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于涡流加热偏转光谱的钢结构缺陷检测装置，包括感应加热电源、线圈、激光发射器、激光接收屏、光位置传感器及分析装置，其中：

所述感应加热电源与所述线圈连接；

所述线圈设置在距离钢结构的保护层表面预设距离处；

所述激光发射器及所述激光接收屏分别设置在所述线圈及所述保护层表面之间区域的两侧，所述激光发射器朝向所述激光接收屏；

所述激光接收屏上铺设有所述光位置传感器；

所述激光接收屏与所述分析装置连接。

优选地，所述分析装置包括放大器、模数转换器及处理器，其中：

所述放大器的输入端与所述激光接收屏的输出端连接；

所述模数转换器的输入端与所述放大器的输出端连接；

所述处理器的输入端与所述模数转换器的输出端连接。

优选地，还包括冷却系统，其中：

所述冷却系统用于为所述感应加热电源及所述线圈降温。

优选地，还包括第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置，其中：

所述线圈安装在上述驱动装置上，所述驱动装置用于控制所述线圈沿所述保护层表面移动，移动过程中所述线圈与所述保护层表面的距离保持预设距离；

所述激光发射器安装在所述第二驱动装置上，所述激光发射器与线圈相对固定设置；

所述激光接收屏安装在所述第三驱动装置上，所述激光接收屏与所述激光发射器相对固定设置。

一种基于涡流加热偏转光谱的钢结构缺陷检测方法，采用如权利要求1所述的钢结构缺陷检测装置实施检测，包括以下步骤：

开启所述感应加热电源，通过所述线圈加热所述线圈所在位置对应的钢结构，加热时长为预设时长；

开启所述激光发射器，发出激光穿过所述线圈与所述钢结构之间区域照射在所述激光接收屏上；

所述光位置传感器采集所述激光在所述激光接收屏上的位置信号；

所述分析装置基于所述位置信号判断所述线圈所在位置对应的所述钢结构的表面是否存在缺陷。

优选地，所述分析装置包括放大器、模数转换器及处理器，所述分析装置基于所述位置信息判断所述线圈所在位置对应的所述钢结构的表面是否存在缺陷包括：

所述放大器放大所述位置信号；

所述模数转换器将所述位置信号转换为位置电信号；

所述处理器基于所述位置电信号判断所述线圈所在位置对应的所述钢结构的表面是否存在缺陷。

优选地，采用的所述钢结构缺陷检测装置还包括第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置，所述线圈安装在上述驱动装置上，所述驱动装置用于控制所述线圈沿所述保护层表面移动，移动过程中所述线圈与所述保护层表面的距离保持预设距离，所述激光发射器安装在所述第二驱动装置上，所述第二驱动装置与所述第一驱动装置相对固定设置，所述激光接收屏安装在所述第三驱动装置上，所述第三驱动装置与所述第一驱动装置相对固定设置；在实施检测的过程中，开启所述第一驱动装置、所述第二驱动装置及所述第三驱动装置，控制所述线圈、所述激光发射器及所述激光接收屏沿所述保护层表面移动。

优选地，所述钢结构缺陷检测方法的原理为：