一种建筑钢结构的缺陷检测系统的制作方法

本发明涉及建筑钢检测领域，更具体的说是涉及一种建筑钢结构的缺陷检测系统。

背景技术：

1、建筑钢材通常可分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢筋。钢结构用钢主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。品种有型钢、钢管和钢筋。型钢中有角钢、工字钢和槽钢。工业生产中，由于生产环境和工艺的影响，建筑钢不可避免的会出现裂纹、夹杂、压入氧化铁、麻点、划痕、擦伤、结疤、孔洞、斑锈和气泡等十几种缺陷，对产品外观乃至性能都产生了较大的影响。

2、无损检测是一门涉及多学科的综合性应用技术，它以不损害被检测对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测技术是现代工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到世界范围内广泛公认。

3、目前建筑钢结构缺陷检测通常由人工进行操作，检测的速度较慢缺内部缺陷不易检出，工作效率低且准确率较差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种建筑钢结构的缺陷检测系统，用于克服现有技术中的上述缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种建筑钢结构的缺陷检测系统，包括输送装置，所述输送装置用于依次输送建筑钢，所述缺陷检测系统配置有超声检测模块，红外检测模块，表面检测模块和控制模块，所述超声检测模块发出超声波并接收回波信号，所述表面检测模块拍摄建筑钢的表面图像以确定表面缺陷，

4、所述控制模块配置有波形数据库，所述波形数据库内配置有若干标准超声信息和对应的缺陷类型，所述控制模块接收所述回波信号并与预设的标准超声信息进行比对，若匹配则以对应的所述标准超声信息为索引在所述波形数据库内调取对应的缺陷类型，若匹配不到对应的标准超声信息则生成第一切换信号以控制所述红外检测模块工作检测内部缺陷，若不存在内部缺陷则生成第二切换信号以使所述表面检测模块拍摄建筑钢表面图像以检测是否存在表面缺陷，且当所述超声检测模块、红外检测模块或者表面检测模块工作时，所述输送装置对应的输送速度依次减小。

5、在本发明中，优选的，所述控制模块接收所述回波信号后提取波形特征，所述波形特征包括波峰数量，波峰幅值，波形开口宽度，并将所述波形特征与所述标准超声信息的波形特征进行相似度比对，若判断相似度高于预设相似度，则认定所述回波信号与该标准超声信息相匹配。

6、在本发明中，优选的，所述红外检测模块包括加热元件和接收元件，所述加热元件对建筑钢进行加热，所述接收元件获取红外热图像以定义为实测红外图像信息，并与预设的标准红外图像信息进行比对，若存在偏差则分析缺陷的几何特征，若不存在则表示不存在内部缺陷。

7、在本发明中，优选的，所述红外检测模块配置有缺陷判断策略，所述缺陷判断策略包括，所述接收单元连续获取实测红外图像信息并进行比对以获取第一缺陷信息，所述第一缺陷信息反应缺陷在钢结构长度方向上的位置和尺寸，提取实测红外图像信息中的热度信息，并获取钢结构的形状参数、加热元件的加热功率，加热元件、接收元件与钢结构的位置参数以计算第二缺陷信息，所述第二缺陷信息反映缺陷在钢结构截面上的位置和尺寸。

8、在本发明中，优选的，所述红外线检测模块获取所述第一缺陷信息和第二缺陷信息并拟合出该缺陷的形状以定义为历史缺陷数据，

9、所述缺陷检测系统配置有数据存储模块，所述数据存储模块配置有数据存储数据库，所述数据存储数据库用于记录若干组缺陷形状数据和对应的超声波形，所述数据存储模块获取所述历史缺陷数据作为缺陷形状数据，获取对应的所述回波信号作为超声波形，所述数据存储数据库按照所述缺陷形状数据升序或者降序排列，将所述缺陷形状数据差异小于预设差异梯度的缺陷形状数据作为统一数据组，比较同一所述数据组内的超声波形并判断是否存在关联，若存在关着则将该组数据组的缺陷形状数据概括为缺陷类型，将对应的超声波形进行拟合并作为新的标准超声信息写入所述波形数据库。

10、在本发明中，优选的，所述表面检测模块获取建筑钢表面图像以定义为表面图像信息，对表面图像信息进行灰度化处理后进行锐化处理，以增强表面图像信息内的边界，在处理后的图像信息进行识别。

11、在本发明中，优选的，所述超声检测模块包括若干超声波发生器和超声波传感器，其中所述超声波发生器和超声波传感器一一对应，所述超声波发生器的位置基于建筑钢的位置分布，所述超声波传感器检测接收对应所述超声波发生器发出的超声波。

12、本发明的有益效果：

13、1、本发明通过超声检测模块、红外检测模块和表面检测模块三个模块共同工作完成缺陷检测过程，其中超声检测模块的检测速度最快，适合快速筛查缺陷，并根据预先建立的波形数据库确认是否是已知缺陷，检测效率高的同时检测的准确程度高，若检测到未知缺陷，则利用红外检测模块再次进行检测，红外检测模块的检测速度小于超声检测模块，但是其对于缺陷位置的定位效果好，便于确定缺陷的形状位置，若缺陷位于表面则再利用检测速度最慢的表面检测模块进行检测，确定表面缺陷类型，具有检测效率高且检测准确度高的特点；

14、2、本发明利用预先建立的波形数据库，波形数据库需根据不同的建筑钢结构分别建立，由于建筑钢结构的种类较少，因此针对不同建筑钢结构建立波形数据库的难度小易于实现，并对检测速度的提升有重要贡献，另外随着检测进程的推进，利用机器学习使检测系统自动对超声波检测模块和红外检测模块的检测结果进行处理，进而判断出缺陷形状数据和超声波形之间是否存在关联，并将存在关联的数据写入波形数据库，扩充超声检测模块能够检测到的缺陷数量。

技术特征：

1.一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：包括输送装置，所述输送装置用于依次输送建筑钢，所述缺陷检测系统配置有超声检测模块，红外检测模块，表面检测模块和控制模块，所述超声检测模块发出超声波并接收回波信号，所述表面检测模块拍摄建筑钢的表面图像以确定表面缺陷，

2.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述控制模块接收所述回波信号后提取波形特征，所述波形特征包括波峰数量，波峰幅值，波形开口宽度，并将所述波形特征与所述标准超声信息的波形特征进行相似度比对，若判断相似度高于预设相似度，则认定所述回波信号与该标准超声信息相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述红外检测模块包括加热元件和接收元件，所述加热元件对建筑钢进行加热，所述接收元件获取红外热图像以定义为实测红外图像信息，并与预设的标准红外图像信息进行比对，若存在偏差则分析缺陷的几何特征，若不存在则表示不存在内部缺陷。

4.根据权利要求3所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述红外检测模块配置有缺陷判断策略，所述缺陷判断策略包括，所述接收单元连续获取实测红外图像信息并进行比对以获取第一缺陷信息，所述第一缺陷信息反应缺陷在钢结构长度方向上的位置和尺寸，提取实测红外图像信息中的热度信息，并获取钢结构的形状参数、加热元件的加热功率，加热元件、接收元件与钢结构的位置参数以计算第二缺陷信息，所述第二缺陷信息反映缺陷在钢结构截面上的位置和尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述红外线检测模块获取所述第一缺陷信息和第二缺陷信息并拟合出该缺陷的形状以定义为历史缺陷数据，

6.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述表面检测模块获取建筑钢表面图像以定义为表面图像信息，对表面图像信息进行灰度化处理后进行锐化处理，以增强表面图像信息内的边界，在处理后的图像信息进行识别。

7.根据权利要求1所述的一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其特征在于：所述超声检测模块包括若干超声波发生器和超声波传感器，其中所述超声波发生器和超声波传感器一一对应，所述超声波发生器的位置基于建筑钢的位置分布，所述超声波传感器检测接收对应所述超声波发生器发出的超声波。

技术总结
本发明涉及建筑钢检测领域，公开了一种建筑钢结构的缺陷检测系统，其技术方案要点是包括超声检测模块，红外检测模块，表面检测模块和控制模块，超声检测模块发出超声波并接收回波信号，表面检测模块拍摄建筑钢的表面图像以确定表面缺陷，控制模块配置有波形数据库，波形数据库内配置有若干标准超声信息和对应的缺陷类型，控制模块接收回波信号并与预设的标准超声信息进行比对，若匹配则以对应的标准超声信息为索引在波形数据库内调取对应的缺陷类型，若匹配不到对应的标准超声信息则生成第一切换信号以控制红外检测模块工作检测内部缺陷，若不存在内部缺陷则生成第二切换信号以使表面检测模块拍摄建筑钢表面图像以检测是否存在表面缺陷。

技术研发人员：马水芹
受保护的技术使用者：浙江鸿鼎钢结构工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15