江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)邹晨阳获国家专利权
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龙图腾网获悉江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)申请的专利基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120253962B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510748970.8,技术领域涉及:G01N25/72;该发明授权基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法是由邹晨阳;蔡园秋;申斌;陈芳;胡松涛;邱峰;李佳豪设计研发完成,并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法,包括以下步骤:采用红外热像法对目标区混凝土进行全面扫描,识别混凝土裂缝位置;计算浅表裂缝、深层裂缝和交界区域裂缝的深度;提取瑞雷波振幅衰减特性计算裂缝宽度,基于时域波形首波到达时间差,反演裂缝倾角;将红外热像法检测结果与瑞雷波检测结果叠加,采用线性插值算法构建三维可视化裂缝模型;输入裂缝位置、裂缝的深度、裂缝宽度及裂缝倾角和三维可视化裂缝模型,生成大体积混凝土裂缝检测报告。本发明通过红外热场与瑞雷波场的耦合检测,实现浅层裂缝与深层裂缝的无缝衔接,并构建三维可视化裂缝模型,解决传统方法效率低、精度差、覆盖不全的问题。
本发明授权基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法在权利要求书中公布了:1.基于红外热场和瑞雷波场耦合的混凝土裂缝检测方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤S1:采用红外热像法对目标区混凝土进行全面扫描,连续记录混凝土表面温度场变化,通过温度梯度突变识别混凝土裂缝位置;混凝土裂缝分为浅表裂缝和深层裂缝和交界区域裂缝; 步骤S2:对浅表裂缝,基于一维热传导方程简化模型计算浅表裂缝的深度; 步骤S3:对深层裂缝,垂直深层裂缝走向布置多通道传感器,激发瑞雷波记录时域波形,通过频谱比曲线突变点确定截止频率,计算深层裂缝的深度; 步骤S4:对交界区域裂缝,同时采用红外热像法与瑞雷波法检测交界区域裂缝的深度,若深度误差10%,取红外热像法与瑞雷波法检测均值;否则优化参数重新检测; 步骤S5:对浅表裂缝、深层裂缝及交界区域裂缝,提取瑞雷波振幅衰减特性,计算裂缝宽度;基于时域波形首波到达时间差,反演裂缝倾角; 步骤S6:将红外热像法检测结果与瑞雷波检测结果叠加,采用线性插值算法构建三维可视化裂缝模型; 步骤S7:输入步骤S1中裂缝位置、步骤S2至步骤S4中裂缝的深度、步骤S5中裂缝宽度及裂缝倾角、步骤S6中三维可视化裂缝模型,生成大体积混凝土裂缝检测报告; 步骤S1中,采用红外热像法对目标区混凝土进行全面扫描,连续记录混凝土表面温度场变化,通过温度梯度突变识别混凝土裂缝位置,具体过程为: 步骤S11,采用红外热像仪脉冲热源对目标区混凝土表面进行瞬时加热,加热后立即启动红外热像仪,连续记录混凝土表面温度场变化; 步骤S12,提取加热后混凝土表面温度场变化数据,通过公式(1)计算各像素点的温度梯度,表示: (1); 式中,表示目标区内混凝土表面任一点的温度差;表示点温度最高温度;为点最低温度; 步骤S13,设定阈值为=3σT,超过设定阈值则判定为裂缝区域,其中,σT为环境温度标准差; 步骤S2中,基于一维热传导方程简化模型计算浅表裂缝的深度,具体表示: (2); 式中,为浅表裂缝的深度;为混凝土热扩散系数;为初始温差即加热结束时混凝土表面与环境的温差;为t时刻浅表裂缝区域的剩余温差,t为热激励后时间; 步骤S6中,将红外热像法检测结果与瑞雷波检测结果叠加,采用线性插值算法构建三维可视化裂缝模型;具体过程为: 基于步骤S1-步骤S5红外热像法的检测数据与瑞雷波法的检测数据,将红外热像法的检测数据与瑞雷波的检测数据统一至同一坐标系:以检测区域左下角为原点,X轴沿裂缝走向,Y轴垂直裂缝走向,Z轴为深度方向,用线性插值算法构建三维可视化裂缝模型,表示: ; 式中,为最终的目标区混凝土内裂缝位置与深度检测结果;、分别为红外热像法检测的裂缝位置与深度检测结果、瑞雷波法检测的裂缝位置与深度检测结果;λ为权重系数。
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