发明名称 超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法
摘要 <p1>本发明涉及一种超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法,在传统超声法检测混凝土缺陷方法的基础上,在声速和首波波幅之外增加了复频差和互相关系数两个可量化的声参量,通过将各声参量测量值处理为声参量判定因子并将各声参量判定因子处理为归一后的综合声参量判定因子,然后根据综合判定因子绘制出测位色谱图,并根据色谱图中红色成片区域确定可疑缺陷的位置及范围。本方法可直观准确的描述混凝土密实性质量分布,可以较好地避免或降低了使用单一声参量判定时发生的错判和漏判的情况,也免除了单一声参量判定结果互相不一致时难于最终判定的困惑。本发明可广泛应用于混凝土构筑物节点内部或其他复杂形状结构不密实性缺陷的判定。 </p1>
申请公布号 CN102012403A 申请公布日期 2011.04.13
申请号 CN201010527541.1 申请日期 2010.11.01
申请人 北京市市政工程研究院;北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司 发明人 濮存亭;贺志云;范良;孙刚柱;李世富;刘力争;张龙龙;郭启亮;阚月鹏;杨涛;阴洪恩;邓龙
分类号 G01N29/04(2006.01)I;G01N29/50(2006.01)I 主分类号 G01N29/04(2006.01)I
代理机构 北京中建联合知识产权代理事务所 11004 代理人 朱丽岩;田世瑢
主权项 1.一种超声法检测混凝土构筑物节点内部不密实性缺陷的判定方法,其特征在于:步骤如下:步骤一, 根据测试构件类型,确定测区布置方法及测点数,每个测位为一个测试文件,在测试文件中记录测点的超声测距<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="17" he="25" />、超声声时<img file="509081DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="13" he="25" />、首波波幅测量值<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="22" he="25" />、测点<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的接收子波<img file="235860DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="14" he="16" />波形样本<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="20" he="25" />和测试系统的标准子波<img file="901196DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="16" he="20" />波形样本<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="18" he="25" />;步骤二,通过计算测点<img file="230153DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的声速值<img file="627637DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="17" he="25" />,对波形样本波幅测量值<img file="920340DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="22" he="25" />进行修正,计算测点<img file="61471DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的接收子波与标准子波的复频差<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="30" he="25" />和计算测点接收波与标准子波的互相关系数<img file="268372DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="18" he="25" />得到声参量的判定值<img file="836757DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="17" he="25" />、<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="18" he="25" />、<img file="177608DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="30" he="25" />和<img file="623895DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="18" he="25" />;其中,测点<img file="101013DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的声速值<img file="105878DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="64" he="25" />,<img file="104665DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="17" he="25" />为测点的超声测距,<img file="587599DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="13" he="25" />为测点的超声声时;波幅修正值:<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="90" he="25" />,<img file="184802DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="22" he="25" />为波幅测量值,<img file="658771DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="28" he="25" />为波幅修正值,<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE017.GIF" wi="112" he="25" />式中<img file="708635DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="30" he="25" />为对测距的修正<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE019.GIF" wi="125" he="25" />,<img file="556112DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="17" he="16" />—衰减系数,<img file="945505DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="17" he="25" />—测点测距,<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE021.GIF" wi="20" he="25" />—基准测距;<img file="918272DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="33" he="25" />为对测角<img file="2010105275411100001DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="14" he="18" />的修正,具体取值参见下表:<tables num="0001"><table><tgroup cols="8"><colspec colname="c001" colwidth="12%" /><colspec colname="c002" colwidth="12%" /><colspec colname="c003" colwidth="12%" /><colspec colname="c004" colwidth="12%" /><colspec colname="c005" colwidth="12%" /><colspec colname="c006" colwidth="12%" /><colspec colname="c007" colwidth="12%" /><colspec colname="c008" colwidth="12%" /><tbody><row><entry morerows="1">测角<img file="455432dest_path_image023.GIF" wi="14" he="18" /></entry><entry morerows="1"><img file="778704dest_path_image024.GIF" wi="61" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="2010105275411100001dest_path_image025.GIF" wi="68" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="84920dest_path_image026.GIF" wi="74" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="2010105275411100001dest_path_image027.GIF" wi="76" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="228588dest_path_image028.GIF" wi="78" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="dest_path_image029.GIF" wi="77" he="22" /></entry><entry morerows="1"><img file="253045dest_path_image030.GIF" wi="78" he="22" /></entry></row><row><entry morerows="1">幅幅度修正量<img file="442324dest_path_image022.GIF" wi="33" he="25" /></entry><entry morerows="1"><b>0</b></entry><entry morerows="1"><b>0.5</b></entry><entry morerows="1"><b>1</b></entry><entry morerows="1"><b>1.5</b></entry><entry morerows="1"><b>3</b></entry><entry morerows="1"><b>5</b></entry><entry morerows="1"><b>6</b></entry></row></tbody></tgroup></table></tables>计算测点<img file="540730DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的接收子波与标准子波的复频差<img file="DEST_PATH_IMAGE031.GIF" wi="313" he="121" />标准子波<img file="855299DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="16" he="20" />的幅度谱为<img file="304735DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="20" he="25" />,<img file="471274DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="20" he="25" />的实部为<img file="DEST_PATH_IMAGE033.GIF" wi="32" he="35" />,虚部为<img file="312935DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="30" he="33" />;接收子波<img file="172306DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="14" he="16" />的幅度谱为<img file="DEST_PATH_IMAGE035.GIF" wi="20" he="25" />,<img file="407241DEST_PATH_IMAGE035.GIF" wi="20" he="25" />的实部为<img file="643050DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="28" he="30" />,虚部为<img file="DEST_PATH_IMAGE037.GIF" wi="30" he="33" />;<img file="339217DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="13" he="16" />:频率幅度谱谱线个数;计算测点接收波与标准子波的互相关系数:互相关系数计算起点分别为接收波与标准子波的首波起跳点,为避免首波起跳点的判读偏差,以接收波起跳点为中心,前后小范围移动样本点作为接收波计算样本的起始点,分别计算互相关系数<img file="DEST_PATH_IMAGE039.GIF" wi="297" he="115" />,取其最大值作为该测点的互相关系数<img file="431807DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="549" he="115" />上式中:<img file="91721DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="18" he="25" />—标准子波<img file="662380DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="16" he="20" />的波形样本,<img file="855463DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="20" he="25" />—测点<img file="DEST_PATH_IMAGE041.GIF" wi="9" he="18" />的接收子波<img file="617490DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="14" he="16" />的波形样本,<img file="325552DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="14" he="16" />—计算互相关系数的样本点数,<img file="DEST_PATH_IMAGE043.GIF" wi="18" he="16" />—接收波起跳点为中心移动的样本点数,<img file="201366DEST_PATH_IMAGE044.GIF" wi="186" he="22" />;步骤三,将同一个测试构件的所有测点的同一类声参量判定值合并进行归一化处理,得到声参量判定因子<img file="DEST_PATH_IMAGE045.GIF" wi="172" he="71" />;其中:<img file="895563DEST_PATH_IMAGE046.GIF" wi="16" he="25" />—测点<img file="267638DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的声参量判定因子<img file="DEST_PATH_IMAGE047.GIF" wi="28" he="33" />,<img file="462996DEST_PATH_IMAGE048.GIF" wi="29" he="30" />,<img file="DEST_PATH_IMAGE049.GIF" wi="37" he="27" />和<img file="142502DEST_PATH_IMAGE050.GIF" wi="29" he="30" />,<img file="DEST_PATH_IMAGE051.GIF" wi="17" he="25" />为测点<img file="667767DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的声参量判定值<img file="210744DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="17" he="25" />,<img file="565502DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="18" he="25" />,<img file="48698DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="30" he="25" />和<img file="805302DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="18" he="25" />;<img file="519180DEST_PATH_IMAGE052.GIF" wi="38" he="26" />为所有测点同一声参量判定值的最小值;<img file="DEST_PATH_IMAGE053.GIF" wi="40" he="26" />为所有测点同一声参量判定值的最大值;步骤四,复频差判定因子取值大小与混凝土密实性的对应关系与其他三种声参量相反,即取值越大,对应混凝土的密实性越差,为保证声参量判定因子取值与混凝土的密实性的对应关系的一致性,将复频差的判定因子取为:<img file="249982DEST_PATH_IMAGE054.GIF" wi="277" he="71" />;步骤五,计算每个测点综合判定因子<img file="DEST_PATH_IMAGE055.GIF" wi="165" he="74" />;其中,<img file="769825DEST_PATH_IMAGE056.GIF" wi="20" he="25" />—归一化后测点<img file="882400DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的综合判定因子<img file="DEST_PATH_IMAGE057.GIF" wi="22" he="30" />—归一化前测点<img file="95075DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的综合判定因子<img file="424426DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="338" he="37" /><img file="DEST_PATH_IMAGE059.GIF" wi="76" he="26" />—各声参量判定因子在综合判定因子中的加权值;<img file="43232DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="44" he="32" />—归一化前测点<img file="774428DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的综合判定因子的最小值;<img file="DEST_PATH_IMAGE061.GIF" wi="45" he="32" />—归一化前测点<img file="659470DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="9" he="18" />的综合判定因子的最大值;步骤六,使用0~1统一色谱绘制测点的综合判定因子的色谱图; 步骤七,在测位色谱图上标注出缺陷投影图,红色系测点明显连接成片的区域为缺陷可疑区域;步骤八,通过对所有测位的色谱图综合分析判断缺陷的空间位置、尺寸和缺陷性质。
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