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《基于紅外熱像的混凝土結(jié)構(gòu)損傷檢測》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩上學(xué)位論文1．4混凝土損傷的無損檢測混凝土材料在土木建筑工程中得到廣泛應(yīng)用，由于其抗拉強(qiáng)度相對較小¨刮，可能產(chǎn)生裂縫，或者施工振搗不足，內(nèi)部存在蜂窩孔洞、或建筑物使用期長而碳化、或預(yù)留試件不足與代表性不強(qiáng)、或施工期混凝土強(qiáng)度增長與建筑物的長期跟蹤管理等，都需要對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行檢測?，F(xiàn)在對混凝土的檢測一般是用聲、光、電、磁和射線等方法，測定有關(guān)混凝土性能方面的物理量，推定混凝土強(qiáng)度、密實(shí)性、均勻性、以及存在的缺陷等¨引?，F(xiàn)今無損檢測混凝土缺陷的常用方法包括回彈法n7啦!、超聲波法、射線法和垂直反射法
2、等，其中以回彈儀和超聲儀為主要儀器的檢測方法操作最為方便，使用最為普及，是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界公認(rèn)的基本檢測技術(shù)。另外，在地球物理勘測中經(jīng)常采用地震波法和這些年發(fā)展起來并得到應(yīng)用的地質(zhì)雷達(dá)法?；貜椃ㄊ窃诨炷羵?cè)面或頂面(底面)均勻布置一定數(shù)量的測點(diǎn)，利用回彈儀測得混凝土的回彈值，并根據(jù)已知的測強(qiáng)曲線，以及混凝土抗壓強(qiáng)度與混凝土表面回彈值之間存在的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，通過換算求得混凝土當(dāng)前狀態(tài)的強(qiáng)度。以檢驗(yàn)混凝土的質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度。其優(yōu)點(diǎn)在于：儀器構(gòu)造簡單，方法易于掌握；測試工作有較好的靈活性，可以在結(jié)構(gòu)物的任何部位迅速進(jìn)行
3、；適用于施工現(xiàn)場對混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行隨機(jī)的、大量的檢測。但是，回彈法反映的僅是混凝土表面lO"--'159皿厚范圍內(nèi)的質(zhì)量，即只能用于檢測混凝土表面的質(zhì)量。超聲波法是在被測體的表面或鉆孔內(nèi)布置一定的測點(diǎn)，利用低頻超聲波測混凝土的波速，根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的聲速來檢測混凝土的質(zhì)量(均勻性及內(nèi)部缺陷)和強(qiáng)度。測量時(shí)，可在被測體的表面、相向的兩對側(cè)面進(jìn)行對測，也可以鉆孔進(jìn)行單孔或跨孔測量。其優(yōu)點(diǎn)有：測試時(shí)超聲脈沖穿透混凝土的全部厚度或較深的內(nèi)部混凝土，試驗(yàn)結(jié)果能夠較好地反映被測結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量；測試工作有較好的靈活性；可
4、以在同一部位進(jìn)行多次重復(fù)測試；無需鉆孔檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷。但是，超聲波法測試數(shù)據(jù)受耦合條件和鋼筋影響較明顯。垂直反射法是種極小偏移距離(收發(fā)距離很小)的反射方法，其工作原理是由發(fā)射探頭向混凝土塊發(fā)射一聲脈沖波，在波傳播過程中遇到波阻抗有明顯差異(如架空、蜂窩等)時(shí)將產(chǎn)生反射波而返回到混凝土表面被接收傳感器接收。通過對記錄下的彈性波信號(hào)的振幅、相位、頻率等進(jìn)行分析，即可判斷出混凝土中的缺陷。該方法可在混凝土單表面進(jìn)行，當(dāng)向被探測對象激發(fā)一縱波時(shí)，傳感器所接收到的反射信號(hào)中只有縱波，不含橫波等其它類型的轉(zhuǎn)換
5、波，記錄波型的成份單一，資料分析十分簡單。但它要求反射震源和接收檢波器必須具有短余振特性，并要解決好高頻與大功率之間的矛盾。雷達(dá)法是利用高頻電磁波以寬頻帶短脈沖形式，由地面通過發(fā)射天線定向送人地下，經(jīng)過存在電性差異的混凝土反射后返回地面，被接收天線接收，電磁波在混凝土傳播時(shí)，其路徑、電磁場強(qiáng)度與波形將隨所通過混凝土的電性與狀態(tài)而變化。當(dāng)發(fā)射與接武漢理工人學(xué)碩上學(xué)位論文收天線以固定的間距沿測線同步移動(dòng)時(shí)，就可以得到反映測線以下混凝土缺陷分布情況的雷達(dá)圖像?；炷辆圆顣r(shí)(如存在蜂窩、架空等)，這部分區(qū)域與周
6、圍混凝土電性差異增大，反射波增強(qiáng)；當(dāng)其完整致密時(shí)，混凝土性質(zhì)相對均勻，反射波很弱。該方法可根據(jù)波形記錄直接分析混凝土內(nèi)部缺陷的分布和形態(tài)，具有可視性；可根據(jù)探測深度、分辨率的要求選用不同頻率的天線；可在結(jié)構(gòu)物表面進(jìn)行，靈活性較好，在同一部位可進(jìn)行多次重復(fù)測試。但混凝土結(jié)構(gòu)中布置的鋼筋增加了混凝土內(nèi)部缺陷雷達(dá)回波信號(hào)的識(shí)別難度。1．5紅外熱像檢測原理紅外熱像技術(shù)是將不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可見圖像的技術(shù)口¨，利用這一技術(shù)研制成的紅外裝置稱為熱成像裝置或熱像儀。熱像儀是一種二維平面熱成像的紅外系統(tǒng)，它通過將紅外輻
7、射能量聚集在紅外探測器上，并轉(zhuǎn)換為電子視頻信號(hào)，經(jīng)過電子學(xué)處理，形成被測目標(biāo)的紅外熱圖像，該圖像用顯示器顯示出來。與可見光的熱成像不同，它是利用目標(biāo)與周圍環(huán)境之間由于溫度與發(fā)射率的差異所產(chǎn)生的熱對比度不同，而把紅外輻射能量密度分布圖顯示出來，成為“熱像圖”。將一個(gè)固定熱量Q加在試樣表面時(shí)，熱流均勻地注入試樣表面，并擴(kuò)散進(jìn)入試樣內(nèi)部，其擴(kuò)散速度由試樣內(nèi)部性質(zhì)決定。如果試樣內(nèi)部有缺陷(如裂紋、脫粘等)存在，則均勻熱流就會(huì)被缺陷阻擋，經(jīng)過時(shí)間延遲就會(huì)在缺陷部位發(fā)生熱量堆積，在其表面產(chǎn)生過熱點(diǎn)，也就是熱斑，表現(xiàn)為溫
8、度異常。用紅外熱像儀掃描試樣表面，測量試樣表面溫度分布情況，當(dāng)探測到過熱點(diǎn)就可以斷定出現(xiàn)過熱點(diǎn)的部位存在缺陷。使用這種方法可以探測固體材料中的裂紋、空洞、夾雜、脫粘等缺陷。1．6紅外熱像檢測系統(tǒng)(1)系統(tǒng)組成在熱像儀中，具體實(shí)現(xiàn)由紅外光變電信號(hào)乜2‘2鍆，再由電信號(hào)變可見光的轉(zhuǎn)換功能是由熱像儀的各個(gè)部件來完成的。當(dāng)代使用的熱像儀大都采用光機(jī)掃描，這種熱像儀主要由光學(xué)系統(tǒng)、掃描器紅外探測器、信號(hào)處理電路和顯示記錄裝
