陕西鑫炬烽建筑工程有限公司冯义伟获国家专利权
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龙图腾网获悉陕西鑫炬烽建筑工程有限公司申请的专利一种路桥施工混凝土硬度的检测装置和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:CN121068395B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13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:202511605904.1,技术领域涉及:G01N3/52;该发明授权一种路桥施工混凝土硬度的检测装置和方法是由冯义伟;温世京;曾浩;刘继东;黄余设计研发完成,并于2025-11-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种路桥施工混凝土硬度的检测装置和方法在说明书摘要公布了:本申请涉及硬度检测技术领域,具体涉及一种路桥施工混凝土硬度的检测装置和方法,该方法包括:采集探头的倾斜角度、混凝土表面的回弹值、探头中超声检测仪向混凝土内部发射超声波,获取超声波在混凝土内不同深度位置处传播的声速值,以及采集混凝土表面在各时刻的温度;对回弹值和声速值进行修正,构建热传导微分方程和定解条件,获取混凝土在各深度位置处的温度以及温度梯度,对修正后的声速值进行补偿,计算回弹贡献权重;获取回弹硬度模型、声速硬度模型;确定混凝土在各深度位置处的硬度,实时对路桥施工混凝土的硬度进行检测。本申请能够更全面地反映混凝土的内部质量,提高对路桥等混凝土结构的硬度检测准确性。
本发明授权一种路桥施工混凝土硬度的检测装置和方法在权利要求书中公布了:1.一种路桥施工混凝土硬度的检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 将集成多种检测仪器的探头贴合在路桥施工混凝土表面上,采集探头的倾斜角度、混凝土表面的回弹值、探头中超声检测仪向混凝土内部发射超声波,获取超声波在混凝土内不同深度位置处传播的声速值,以及采集混凝土表面在不同时刻的温度;基于倾斜角度,分别对回弹值和声速值进行修正; 根据傅里叶热传导定律和能量守恒,构建热传导微分方程和定解条件,基于定解条件,利用有限差分法对热传导微分方程进行求解,获取混凝土在各深度位置处的温度,结合混凝土表面的温度,确定混凝土在各深度位置处的温度梯度,对修正后的声速值进行补偿,得到混凝土在各深度位置处补偿后的声速值; 通过对选取多组不同强度等级的混凝土试块进行钻芯取样,分析钻芯取样后芯样在回弹试验时测量的回弹值和芯样的硬度的变化情况,计算混凝土在各深度位置处的回弹贡献权重; 对多组不同强度等级的混凝土试块进行回弹试验和超声波检测后,分析混凝土试块表面测量的回弹值、超声波的声速值分别与混凝土试块的强度情况的变化关系,分别获取回弹硬度模型、声速硬度模型; 基于修正后的回弹值和回弹硬度模型、补偿后的声速值和声速硬度模型,结合回弹贡献权重,确定混凝土在各深度位置处的硬度,实时对路桥施工混凝土的硬度进行检测; 所述对回弹值和声速值进行修正,包括: 修正后的回弹值的计算公式为:,其中,为原始测量的回弹值,为倾斜角度,为余弦值函数; 混凝土在深度处修正后的声速值的计算公式为:,其中,为在深度处原始测量的声速值; 所述热传导微分方程为:,其中,代表t时刻下混凝土在深度处的温度,表示混凝土的深度位置,t代表时间,为热扩散系数;其次,热扩散系数,其中,表示混凝土的导热系数,和分别表示混凝土的密度和比热容,为单位时间变化量,为混凝土在深度方向的微分单元; 所述定解条件包括初始条件和边界条件,具体为: 初始条件:,其中,表示起始时刻t=0时混凝土在深度处的温度,为浇筑温度; 第一类边界条件:,其中,为混凝土表面在t时刻的温度,为测量的混凝土表面在t时刻的温度; 第二类边界条件:,其中,为给定的热流量,为混凝土的导热系数; 第三类边界条件:,其中,为表面放热系数,为周围介质的温度; 混凝土在深度处补偿后的声速值的计算公式为:,其中,为混凝土在深度处修正后的声速值,为预设的影响系数; 所述计算混凝土在各深度位置处的回弹贡献权重,包括: 选取多组不同强度等级的混凝土试块,对每个混凝土试块每隔预设的深度距离钻取芯样,通过回弹仪分别对芯样的表面、每个混凝土试块的表面进行回弹试验,记录芯样所对应深度的回弹值,记为,记录每个混凝土试块表面的回弹值,记为; 分别将芯样、每个混凝土试块置于压力试验机下,测量芯样所对应深度的真实硬度,记为,将每个混凝土试块表面的真实硬度,记为; 每个混凝土试块在深度处的回弹可靠度的计算公式为:;对所有混凝土试块在不同深度的回弹可靠度进行线性拟合,将拟合直线的斜率,作为衰减系数;混凝土在深度处的回弹贡献权重的计算公式为:,其中,为衰减系数,表示深度; 所述分别获取回弹硬度模型、声速硬度模型,包括: 选取多组不同强度等级的混凝土试块,对混凝土试块的表面进行回弹试验,每个混凝土试块表面选取多个测试点,将所有测试点对应的回弹值的平均值,作为每个混凝土试块表面的回弹值; 通过超声检测仪多次向混凝土试块发射超声波,获取多次测量的声速值的平均值,作为每个混凝土试块的声速值; 对每个混凝土试块进行钻芯取样,利用压力试验机测试芯样的抗压强度作为每个混凝土试块的真实硬度; 对所有混凝土试块对应的回弹值与真实硬度进行二次多项式拟合,获取拟合的二次多项式函数,记为回弹硬度模型; 对所有混凝土试块对应的声速值与真实硬度进行指数拟合,获取拟合的指数函数,记为声速硬度模型; 混凝土在深度L处的硬度的计算公式为:,其中,为混凝土在深度L处的回弹贡献权重,为修正后的回弹值,为补偿后的声速值,表示回弹硬度模型,表示声速硬度模型。
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