[发明专利]一种混凝土预应力管道成像方法

摘要

本发明涉及一种基于应力波回波信号的混凝土预应力管道成像方法，包括有限元模型的建立、激发应力波并获取应力波回波信号、对应力波回波阵列信号各自进行归一化、获得差值阵列信号、信号放大处理、图像堆积显示六个步骤。本发明通过简单有效的信号处理方法提取了混凝土管道的应力波回波信号，显著改善了混凝土管道应力波回波成像质量，为桥梁预应力管道成像和预应力管道注浆质量评价提供了有力支撑。

主权项

1.一种混凝土预应力管道成像方法，包括如下步骤：(1)建立有限元模型：获取混凝土、混凝土中管道各自的材料属性，包括弹性模量E、密度ρ和泊松比υ，基于上述参数，建立包含管道与不包含管道的混凝土有限元模型；(2)激发应力波并获取应力波回波信号：对包含管道有限元模型，在混凝土外壁对应管道中心位置A处施加脉冲载荷，激发应力波，在混凝土表面获取与A同间距，上下位置B、C，……，Bn-1、Cn-1，Bn、Cn系列对应点的应力波回波阵列信号；对不包含管道有限元模型，在与包含管道有限元模型的中心位置A相对应的位置a处，施加脉冲载荷，激发应力波，在混凝土表面与包含管道有限元模型的B、C，……，Bn-1、Cn-1，Bn、Cn相对应的位置b、c，……，bn-1、cn-1，bn、cn系列对应点处获取应力波回波阵列信号；其中，n≥2；所述脉冲载荷为半正弦力，其接触时间为50us，幅值为100N；(3)归一化处理：对步骤(2)中不同位置处接收的应力波回波信号除以各应力波回波信号幅值的最大值，获得两种有限元模型的应力波回波阵列信号各自的归一化处理数据；(4)获得差值阵列信号：将步骤(3)中进行归一化后的两种有限元模型的应力波回波阵列信号进行差值处理，并对差值取绝对值，得到差值阵列信号；(5)信号放大处理：取步骤(4)中获得的差值阵列信号，进行幂次方，使信号幅值增大m次方倍，获得差值阵列信号放大数据，其中m≥2；(6)图像堆积显示：步骤(5)中放大后的差值阵列信号中时间列为X方向排列，Y方向为位置列，将差值阵列信号的幅值与色码表对应，用颜色的变化表示差值阵列信号的幅值大小，实现信号的图像堆积显示。