江西省水利科學院(江西省大壩安全管理中心、江西省水資源管理中心)鄒晨陽獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉江西省水利科學院(江西省大壩安全管理中心、江西省水資源管理中心)申請的專利基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120253962B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510748970.8,技術領域涉及:G01N25/72;該發明授權基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法是由鄒晨陽;蔡園秋;申斌;陳芳;胡松濤;邱峰;李佳豪設計研發完成,并于2025-06-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法在說明書摘要公布了:本發明公開了基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法,包括以下步驟:采用紅外熱像法對目標區混凝土進行全面掃描,識別混凝土裂縫位置;計算淺表裂縫、深層裂縫和交界區域裂縫的深度;提取瑞雷波振幅衰減特性計算裂縫寬度,基于時域波形首波到達時間差,反演裂縫傾角;將紅外熱像法檢測結果與瑞雷波檢測結果疊加,采用線性插值算法構建三維可視化裂縫模型;輸入裂縫位置、裂縫的深度、裂縫寬度及裂縫傾角和三維可視化裂縫模型,生成大體積混凝土裂縫檢測報告。本發明通過紅外熱場與瑞雷波場的耦合檢測,實現淺層裂縫與深層裂縫的無縫銜接,并構建三維可視化裂縫模型,解決傳統方法效率低、精度差、覆蓋不全的問題。
本發明授權基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法在權利要求書中公布了:1.基于紅外熱場和瑞雷波場耦合的混凝土裂縫檢測方法,其特征在于:包括以下步驟: 步驟S1:采用紅外熱像法對目標區混凝土進行全面掃描,連續記錄混凝土表面溫度場變化,通過溫度梯度突變識別混凝土裂縫位置;混凝土裂縫分為淺表裂縫和深層裂縫和交界區域裂縫; 步驟S2:對淺表裂縫,基于一維熱傳導方程簡化模型計算淺表裂縫的深度; 步驟S3:對深層裂縫,垂直深層裂縫走向布置多通道傳感器,激發瑞雷波記錄時域波形,通過頻譜比曲線突變點確定截止頻率,計算深層裂縫的深度; 步驟S4:對交界區域裂縫,同時采用紅外熱像法與瑞雷波法檢測交界區域裂縫的深度,若深度誤差10%,取紅外熱像法與瑞雷波法檢測均值;否則優化參數重新檢測; 步驟S5:對淺表裂縫、深層裂縫及交界區域裂縫,提取瑞雷波振幅衰減特性,計算裂縫寬度;基于時域波形首波到達時間差,反演裂縫傾角; 步驟S6:將紅外熱像法檢測結果與瑞雷波檢測結果疊加,采用線性插值算法構建三維可視化裂縫模型; 步驟S7:輸入步驟S1中裂縫位置、步驟S2至步驟S4中裂縫的深度、步驟S5中裂縫寬度及裂縫傾角、步驟S6中三維可視化裂縫模型,生成大體積混凝土裂縫檢測報告; 步驟S1中,采用紅外熱像法對目標區混凝土進行全面掃描,連續記錄混凝土表面溫度場變化,通過溫度梯度突變識別混凝土裂縫位置,具體過程為: 步驟S11,采用紅外熱像儀脈沖熱源對目標區混凝土表面進行瞬時加熱,加熱后立即啟動紅外熱像儀,連續記錄混凝土表面溫度場變化; 步驟S12,提取加熱后混凝土表面溫度場變化數據,通過公式(1)計算各像素點的溫度梯度,表示: (1); 式中,表示目標區內混凝土表面任一點的溫度差;表示點溫度最高溫度;為點最低溫度; 步驟S13,設定閾值為=3σT,超過設定閾值則判定為裂縫區域,其中,σT為環境溫度標準差; 步驟S2中,基于一維熱傳導方程簡化模型計算淺表裂縫的深度,具體表示: (2); 式中,為淺表裂縫的深度;為混凝土熱擴散系數;為初始溫差即加熱結束時混凝土表面與環境的溫差;為t時刻淺表裂縫區域的剩余溫差,t為熱激勵后時間; 步驟S6中,將紅外熱像法檢測結果與瑞雷波檢測結果疊加,采用線性插值算法構建三維可視化裂縫模型;具體過程為: 基于步驟S1-步驟S5紅外熱像法的檢測數據與瑞雷波法的檢測數據,將紅外熱像法的檢測數據與瑞雷波的檢測數據統一至同一坐標系:以檢測區域左下角為原點,X軸沿裂縫走向,Y軸垂直裂縫走向,Z軸為深度方向,用線性插值算法構建三維可視化裂縫模型,表示: ; 式中,為最終的目標區混凝土內裂縫位置與深度檢測結果;、分別為紅外熱像法檢測的裂縫位置與深度檢測結果、瑞雷波法檢測的裂縫位置與深度檢測結果;λ為權重系數。
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