[发明专利]一种钢管混凝土脱空的无损检测系统及方法

权利要求书

1.一种钢管混凝土脱空的无损检测方法，其特征在于：采用如下钢管混凝土脱空的无损检测系统：所述钢管混凝土脱空的无损检测系统包括用于加热钢管混土的涡流加热装置，所述涡流加热装置通入交流电后，能够使钢管混凝土的钢管表面产生涡流而使钢管混凝土被加热；还包括用于采集红外录像的红外热像仪以及配置有脱空识别软件的计算机，所述脱空识别软件能够从红外录像中提取红外图像，并根据红外图像计算出随时间变化的温度曲线，从而根据温度曲线识别出钢管混凝土是否存在脱空；

包括以下步骤：

步骤1：在钢管混凝土外表面选定若干待检测区域；

步骤2：利用涡流加热装置以及红外热像仪依次对各个待检测区域的红外录像进行采集；在对各待检测区域进行采样的过程中，涡流加热装置以相同的加热功率、相同的设定加热时间对各待检测区域进行加热；各待检测区域的设定冷却时间相同；每个待检测区域均按如下方式进行采集：

首先，将钢管混凝土的待检测区域置于红外热像仪的照射区域内；

然后，利用涡流加热装置对待检测区域进行加热，在加热开始的时候，同时启动红外热像仪对待检测区域的升温过程进行连续记录；

达到设定加热时间后，涡流加热装置停止加热，使待检测区域自然冷却，红外热像仪持续对待检测区域的降温过程进行记录，直到达到设定冷却时间；

步骤3：将各待检测区域的红外录像输入配置有脱空识别程序的计算机中，所述脱空识别程序能够从各待检测区域的红外录像中提取对应的红外图像，并根据红外图像计算出对应待检测区域的随时间变化的温度曲线，最后将待检测区域的温度曲线分别与基准温度曲线进行比较，从而能够识别出待检测区域是否脱空；

所述计算机中还配置有基准温度曲线标定程序，并按如下步骤执行：

步骤101：从各待检测区域的红外录像中分别提取对应的若干包含升温过程与降温过程的红外图像，并根据各待检测区域的红外图像计算出若干时间节点上的温度值，从而根据所述温度值在时间-温度坐标系中为各待检测区域拟合出随时间变化的温度曲线；

步骤102：根据各待检测区域的温度曲线，计算各待检测区域升温过程的平均升温速率以及降温过程的平均降温速率，其中，平均升温速率为正值，平均降温速率为负值；

步骤103：提取平均升温速率最小并且平均降温速率的绝对值最小的温度曲线C_min，然后提取与温度曲线C_min重合的若干参考温度曲线；

步骤104：在时间-温度坐标系中，随机选取若干时间节点，为各个时间节点在所述温度曲线C_min以及参考温度曲线上找到对应的温度值，然后计算该时间节点所对应的平均温度值；

步骤105：根据步骤104所计算得到的若干平均温度值，拟合出一条温度曲线，以此作为基准温度曲线。

2.根据权利要求1所述的钢管混凝土脱空的无损检测方法，其特征在于：所述脱空识别程序保护所述基准温度曲线标定程序，并在完成步骤105后，按如下步骤执行：

步骤106：根据基准温度曲线计算升温过程的基准平均升温速率A、降温过程的基准平均降温速率A′；

步骤107：将各待检测区域的温度曲线逐一与基准温度曲线进行比较，记当前待检测区域的温度曲线为待定温度曲线，待定温度曲线的平均升温速率记为B、平均降温速率记为B′；

步骤108：若A＜B且|A′|＜|B′|，则待定温度曲线所对应的当前待检测区域为脱空区域；

若A≥B且|A′|≥|B′|，则待定温度曲线所对应的当前待检测区域为非脱空区域。

3.根据权利要求1所述的钢管混凝土脱空的无损检测方法，其特征在于：还配置有脱空厚度计算程序，用于根据待检测区域的平均升温速率计算出待检测区域的脱空厚度，按脱空厚度与平均升温速率的关系函数：h＝f(k)，其中，h表示脱空厚度，B表示待检测区域的平均升温速率。