一种基于大数据的混凝土构件检测系统及方法与流程

本发明涉及混凝土构件检测，具体涉及一种基于大数据的混凝土构件检测系统及方法。

背景技术：

1、混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料、颗粒状集料(也称为骨料)水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土构件是指用混凝土制成的梁、板、柱、基础等构件。

2、由于混凝土结构中钢筋混凝土构件的广泛应用，其施工质量波动较大，往往在材料性能、几何尺寸等方面遗留先天性的缺陷。这些缺陷可能包括材料强度不足、尺寸偏差、蜂窝麻面、孔洞、开裂、保护层厚度不足、露筋等。此外，由于构件材料自身具有的特性，钢筋混凝土构件在使用过程中还可能出现开裂、混凝土腐蚀和冻融、钢筋锈蚀等损伤现象。

3、为了确保混凝土构件的安全性和可靠性，需要对其进行定期的检测和评估。而传统的混凝土构件检测方法可能会破坏结构，对构件造成损伤。因此，提出一种基于大数据的混凝土构件检测系统及方法对混凝土构件进行无损检测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的混凝土构件检测系统及方法，用以解决背景技术中提到的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于大数据的混凝土构件检测系统，包括：

4、雷达波检测模块，用于向目标混凝土构件发射雷达波，并接受所述雷达波遇到所述目标混凝土构件内部的介质界面时反射的反射信号；

5、红外成像检测模块，用于对所述目标混凝土构件进行加热，并获取所述目标混凝土构件表面的温度分布图像；

6、环境监测模块，用于实时监测环境信息并获得环境数据；

7、分析处理模块，用于接收所述反射信号、温度分布图像和环境数据，根据所述反射信号获得所述目标混凝土构件的缺陷状态，并结合所述温度分布图像和环境数据对所述缺陷状态进行评估；

8、预警模块，根据所述评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号。

9、优选的，根据所述反射信号获得所述目标混凝土构件的缺陷状态的过程包括：

10、根据所述反射信号分析所述反射信号的波形、强度和时间；

11、通过公式：

12、

13、其中，

14、计算所述目标混凝土构件的第i个区域的缺陷状态系数di；

15、其中，b0为所述目标混凝土构件周围正常混凝土的反射强度，bs为所述目标混凝土构件的第i个区域的反射信号的反射强度；l0为实际测量得到的所述反射信号的路径长度，v0为所述发射信号的传播声速，δt为所述发射信号从发射到接收发生的传播时间，δl为预设路径差值；t1～t2为所述发射信号对应时段，yi(t)为所述目标混凝土构件的第i个区域的反射信号的波形变化曲线，yi0(t)所述目标混凝土构件的第i个区域的反射信号的标准波形变化曲线，δsy为对应区域的波形变化参考值；nyi为所述波形变化曲线的总像素点个数，ni重合为所述波形变化曲线与标准波形变化曲线重合的像素点个数；δ1、δ2、α1、α2和α3为预设权重系数。

16、优选的，对所述目标混凝土构件进行加热，获取所述目标混凝土构件表面的温度分布图像的过程包括：

17、在完成雷达波检测后，使用红外热像仪对所述目标混凝土构件进行红外成像检测；

18、获取所述目标混凝土构件的红外图像中各个区域的温度值，并使用颜色编码来表示不同的温度值；

19、在二维平面上绘制带有所述颜色编码的区域，形成温度分布图像。

20、优选的，结合所述温度分布图像和环境数据对所述缺陷状态进行评估的过程包括：

21、根据获取的所述环境数据对所述温度分布图像进行调整；

22、根据调整后的所述温度分布图像获取所述目标混凝土构件各个区域的缺陷状态对应区间；

23、将各个区域获得的所述缺陷状态系数分别与对应的所述缺陷状态对应区间进行匹配：

24、若所述缺陷状态系数在所述缺陷状态对应区间内，则所述缺陷状态为所述缺陷状态对应区间对应的缺陷状态；

25、否则，所述缺陷状态为所述缺陷状态系数对应的缺陷状态。

26、优选的，根据获取的所述环境数据对所述温度分布图像进行调整的过程包括：

27、通过公式：

28、

29、计算温度修正值δt；

30、根据所述温度修正值δt校准所述目标混凝土构件的红外图像中各个区域的温度值，并调整所述温度分布图像；

31、其中，n为所述环境数据的环境参数的项数，m∈[1，n]，γm为第m项环境参数的权重系数，μm为第m项环境参数的应用系数，g为环境温度影响函数。

32、优选的，根据调整后的所述温度分布图像获取所述目标混凝土构件各个区域的缺陷状态对应区间的过程包括：

33、将所述温度分布图像输入训练好的缺陷状态识别模型，获得对应的缺陷类别；

34、根据所述缺陷类别获得对应的缺陷状态对应区间；

35、其中，所述缺陷状态识别模型为经过训练的机器学习模型。

36、优选的，根据所述评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号的过程包括：

37、通过公式：

38、

39、计算整体缺陷系数z；

40、将所述整体缺陷系数z与预设阈值z0进行比对：

41、若z≥z0，发出预警信号；

42、否则，不发出预警信号；

43、其中，k为所述目标混凝土构件划分的区域数量，i∈[1，k]，d0为预设标准状态系数，τi为第i个区域对应的权重系数。

44、一种基于大数据的混凝土构件检测方法，包括：

45、向目标混凝土构件发射雷达波，并接受所述雷达波遇到所述目标混凝土构件内部的介质界面时反射的反射信号；

46、在完成雷达波检测后，对所述目标混凝土构件进行加热，并获取所述目标混凝土构件表面的温度分布图像，同时，实时监测环境信息并获得环境数据；

47、接收所述反射信号、温度分布图像和环境数据，根据所述反射信号获得所述目标混凝土构件的缺陷状态，并结合所述温度分布图像和环境数据对所述缺陷状态进行评估；

48、根据所述评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号。

49、本发明的有益效果：

50、该基于大数据的混凝土构件检测系统及方法，通过将雷达波和红外成像检测方法结合对混凝土构件的损伤进行检测，同时，通过环境监测模块实时监测环境信息并获得环境数据，根据反射信号获得目标混凝土构件的缺陷状态，并结合温度分布图像和环境数据对缺陷状态进行评估；根据评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号，从而准确的了解目标混凝土构件的损伤情况，提高了检测的准确性和效率。

技术特征：

1.一种基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，根据所述反射信号获得所述目标混凝土构件的缺陷状态的过程包括：

3.根据权利要求1所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，对所述目标混凝土构件进行加热，获取所述目标混凝土构件表面的温度分布图像的过程包括：

4.根据权利要求2所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，结合所述温度分布图像和环境数据对所述缺陷状态进行评估的过程包括：

5.根据权利要求1所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，根据获取的所述环境数据对所述温度分布图像进行调整的过程包括：

6.根据权利要求1所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，根据调整后的所述温度分布图像获取所述目标混凝土构件各个区域的缺陷状态对应区间的过程包括：

7.根据权利要求1所述的基于大数据的混凝土构件检测系统，其特征在于，根据所述评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号的过程包括：

8.一种基于大数据的混凝土构件检测方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及混凝土构件检测技术领域，公开了一种基于大数据的混凝土构件检测系统及方法，包括：雷达波检测模块，用于向目标混凝土构件发射雷达波，并接受所述雷达波遇到所述目标混凝土构件内部的介质界面时反射的反射信号；红外成像检测模块；环境监测模块；分析处理模块，用于接收所述反射信号、温度分布图像和环境数据，根据所述反射信号获得所述目标混凝土构件的缺陷状态，并结合所述温度分布图像和环境数据对所述缺陷状态进行评估；预警模块，根据所述评估结果在检测存在损伤的目标混凝土构件时发出预警信号。通过将雷达波和红外成像检测方法结合对混凝土构件的损伤进行检测，在不会对构件造成损伤的同时提高了检测的准确性。

技术研发人员：苏凯,王凌宇,徐威涛,冯盎,刘朋乐,任岩峰,周博,陈军奇
受保护的技术使用者：河南省第一建设集团荥阳装配式建筑有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/2