本發(fā)明涉及混凝土構(gòu)件檢測(cè)，具體涉及一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料、顆粒狀集料(也稱(chēng)為骨料)水以及必要時(shí)加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人工石材?；炷翗?gòu)件是指用混凝土制成的梁、板、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件。

2、由于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土構(gòu)件的廣泛應(yīng)用，其施工質(zhì)量波動(dòng)較大，往往在材料性能、幾何尺寸等方面遺留先天性的缺陷。這些缺陷可能包括材料強(qiáng)度不足、尺寸偏差、蜂窩麻面、孔洞、開(kāi)裂、保護(hù)層厚度不足、露筋等。此外，由于構(gòu)件材料自身具有的特性，鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過(guò)程中還可能出現(xiàn)開(kāi)裂、混凝土腐蝕和凍融、鋼筋銹蝕等損傷現(xiàn)象。

3、為了確保混凝土構(gòu)件的安全性和可靠性，需要對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)和評(píng)估。而傳統(tǒng)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)方法可能會(huì)破壞結(jié)構(gòu)，對(duì)構(gòu)件造成損傷。因此，提出一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)及方法對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)及方法，用以解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

4、雷達(dá)波檢測(cè)模塊，用于向目標(biāo)混凝土構(gòu)件發(fā)射雷達(dá)波，并接受所述雷達(dá)波遇到所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件內(nèi)部的介質(zhì)界面時(shí)反射的反射信號(hào)；

5、紅外成像檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加熱，并獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件表面的溫度分布圖像；

6、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息并獲得環(huán)境數(shù)據(jù)；

7、分析處理模塊，用于接收所述反射信號(hào)、溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)所述反射信號(hào)獲得所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)，并結(jié)合所述溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；

8、預(yù)警模塊，根據(jù)所述評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

9、優(yōu)選的，根據(jù)所述反射信號(hào)獲得所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)的過(guò)程包括：

10、根據(jù)所述反射信號(hào)分析所述反射信號(hào)的波形、強(qiáng)度和時(shí)間；

11、通過(guò)公式：

12、

13、其中，

14、計(jì)算所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的第i個(gè)區(qū)域的缺陷狀態(tài)系數(shù)di；

15、其中，b0為所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件周?chē)；炷恋姆瓷鋸?qiáng)度，bs為所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的第i個(gè)區(qū)域的反射信號(hào)的反射強(qiáng)度；l0為實(shí)際測(cè)量得到的所述反射信號(hào)的路徑長(zhǎng)度，v0為所述發(fā)射信號(hào)的傳播聲速，δt為所述發(fā)射信號(hào)從發(fā)射到接收發(fā)生的傳播時(shí)間，δl為預(yù)設(shè)路徑差值；t1～t2為所述發(fā)射信號(hào)對(duì)應(yīng)時(shí)段，yi(t)為所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的第i個(gè)區(qū)域的反射信號(hào)的波形變化曲線(xiàn)，yi0(t)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的第i個(gè)區(qū)域的反射信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)波形變化曲線(xiàn)，δsy為對(duì)應(yīng)區(qū)域的波形變化參考值；nyi為所述波形變化曲線(xiàn)的總像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，ni重合為所述波形變化曲線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)波形變化曲線(xiàn)重合的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)；δ1、δ2、α1、α2和α3為預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)。

16、優(yōu)選的，對(duì)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加熱，獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件表面的溫度分布圖像的過(guò)程包括：

17、在完成雷達(dá)波檢測(cè)后，使用紅外熱像儀對(duì)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件進(jìn)行紅外成像檢測(cè)；

18、獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的紅外圖像中各個(gè)區(qū)域的溫度值，并使用顏色編碼來(lái)表示不同的溫度值；

19、在二維平面上繪制帶有所述顏色編碼的區(qū)域，形成溫度分布圖像。

20、優(yōu)選的，結(jié)合所述溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的過(guò)程包括：

21、根據(jù)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述溫度分布圖像進(jìn)行調(diào)整；

22、根據(jù)調(diào)整后的所述溫度分布圖像獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件各個(gè)區(qū)域的缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間；

23、將各個(gè)區(qū)域獲得的所述缺陷狀態(tài)系數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的所述缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間進(jìn)行匹配：

24、若所述缺陷狀態(tài)系數(shù)在所述缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間內(nèi)，則所述缺陷狀態(tài)為所述缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間對(duì)應(yīng)的缺陷狀態(tài)；

25、否則，所述缺陷狀態(tài)為所述缺陷狀態(tài)系數(shù)對(duì)應(yīng)的缺陷狀態(tài)。

26、優(yōu)選的，根據(jù)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述溫度分布圖像進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程包括：

27、通過(guò)公式：

28、

29、計(jì)算溫度修正值δt；

30、根據(jù)所述溫度修正值δt校準(zhǔn)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的紅外圖像中各個(gè)區(qū)域的溫度值，并調(diào)整所述溫度分布圖像；

31、其中，n為所述環(huán)境數(shù)據(jù)的環(huán)境參數(shù)的項(xiàng)數(shù)，m∈[1，n]，γm為第m項(xiàng)環(huán)境參數(shù)的權(quán)重系數(shù)，μm為第m項(xiàng)環(huán)境參數(shù)的應(yīng)用系數(shù)，g為環(huán)境溫度影響函數(shù)。

32、優(yōu)選的，根據(jù)調(diào)整后的所述溫度分布圖像獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件各個(gè)區(qū)域的缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間的過(guò)程包括：

33、將所述溫度分布圖像輸入訓(xùn)練好的缺陷狀態(tài)識(shí)別模型，獲得對(duì)應(yīng)的缺陷類(lèi)別；

34、根據(jù)所述缺陷類(lèi)別獲得對(duì)應(yīng)的缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間；

35、其中，所述缺陷狀態(tài)識(shí)別模型為經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

36、優(yōu)選的，根據(jù)所述評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)的過(guò)程包括：

37、通過(guò)公式：

38、

39、計(jì)算整體缺陷系數(shù)z；

40、將所述整體缺陷系數(shù)z與預(yù)設(shè)閾值z(mì)0進(jìn)行比對(duì)：

41、若z≥z0，發(fā)出預(yù)警信號(hào)；

42、否則，不發(fā)出預(yù)警信號(hào)；

43、其中，k為所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件劃分的區(qū)域數(shù)量，i∈[1，k]，d0為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)系數(shù)，τi為第i個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的權(quán)重系數(shù)。

44、一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)方法，包括：

45、向目標(biāo)混凝土構(gòu)件發(fā)射雷達(dá)波，并接受所述雷達(dá)波遇到所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件內(nèi)部的介質(zhì)界面時(shí)反射的反射信號(hào)；

46、在完成雷達(dá)波檢測(cè)后，對(duì)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加熱，并獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件表面的溫度分布圖像，同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息并獲得環(huán)境數(shù)據(jù)；

47、接收所述反射信號(hào)、溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)所述反射信號(hào)獲得所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)，并結(jié)合所述溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；

48、根據(jù)所述評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

49、本發(fā)明的有益效果：

50、該基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)及方法，通過(guò)將雷達(dá)波和紅外成像檢測(cè)方法結(jié)合對(duì)混凝土構(gòu)件的損傷進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息并獲得環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)反射信號(hào)獲得目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)，并結(jié)合溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；根據(jù)評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，從而準(zhǔn)確的了解目標(biāo)混凝土構(gòu)件的損傷情況，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述反射信號(hào)獲得所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)的過(guò)程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加熱，獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件表面的溫度分布圖像的過(guò)程包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)合所述溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的過(guò)程包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述溫度分布圖像進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)調(diào)整后的所述溫度分布圖像獲取所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件各個(gè)區(qū)域的缺陷狀態(tài)對(duì)應(yīng)區(qū)間的過(guò)程包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)的過(guò)程包括：

8.一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及混凝土構(gòu)件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于大數(shù)據(jù)的混凝土構(gòu)件檢測(cè)系統(tǒng)及方法，包括：雷達(dá)波檢測(cè)模塊，用于向目標(biāo)混凝土構(gòu)件發(fā)射雷達(dá)波，并接受所述雷達(dá)波遇到所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件內(nèi)部的介質(zhì)界面時(shí)反射的反射信號(hào)；紅外成像檢測(cè)模塊；環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊；分析處理模塊，用于接收所述反射信號(hào)、溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)所述反射信號(hào)獲得所述目標(biāo)混凝土構(gòu)件的缺陷狀態(tài)，并結(jié)合所述溫度分布圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)所述缺陷狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；預(yù)警模塊，根據(jù)所述評(píng)估結(jié)果在檢測(cè)存在損傷的目標(biāo)混凝土構(gòu)件時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。通過(guò)將雷達(dá)波和紅外成像檢測(cè)方法結(jié)合對(duì)混凝土構(gòu)件的損傷進(jìn)行檢測(cè)，在不會(huì)對(duì)構(gòu)件造成損傷的同時(shí)提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇凱,王凌宇,徐威濤,馮盎,劉朋樂(lè),任巖峰,周博,陳軍奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南省第一建設(shè)集團(tuán)滎陽(yáng)裝配式建筑有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2