一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝土柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝土柱，包括鋼筋混凝土柱和與鋼筋混凝土柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝土柱包括鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，鋼筋，其特征是，鋼筋混凝土柱由多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件。本發(fā)明施工周期短、工程難度小，施工效率高，值得推廣應(yīng)用。
【專利說明】
-種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及鋼筋混凝±領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱。
【背景技術(shù)】
[0002] 無損檢測是W不破壞被測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實用性能為前提，對被測對象內(nèi)部或表 面的物理性能、狀態(tài)特性進(jìn)行檢測。電磁無損檢測W材料電磁性能變化為判斷依據(jù)，來對材 料及構(gòu)件實施缺陷檢測和性能測試。相關(guān)技術(shù)中，盡管脈沖滿流檢測技術(shù)得到了深入的研 究和快速的發(fā)展，但是仍存在檢測結(jié)果不夠準(zhǔn)確、信息挖掘不夠深入、對檢測結(jié)果未進(jìn)行有 效分類等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱。
[0004] 本發(fā)明的目的采用W下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] -種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝±柱和與鋼筋混凝±柱相 連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu)件，鋼筋，其特征是:鋼筋 混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱向鋼筋組成，多塊鋼筋混 凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制 構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多 塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0006] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0007] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[000引本發(fā)明的有益效果為:整個施工不需綁扎鋼筋籠，也不需現(xiàn)場支模、并且施工周期 短、工程難度小，施工效率高。
【附圖說明】
[0009] 利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 審IJ，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得 其它的附圖。
[0010] 圖1是本發(fā)明鋼筋混凝±柱圓形柱縱截面剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明無損檢測裝置的示意圖。
[0012] 附圖標(biāo)記；
[0013]基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2、綜合檢測模塊3、時域特征提 取子模塊11、基于時域的缺陷檢測子模塊12、預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24、基于頻域的缺陷檢測子模塊25。
【具體實施方式】
[0014]結(jié)合W下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[001引應(yīng)用場景1
[0016] 參見圖1，圖2,本實施例的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝 ±柱和與鋼筋混凝±柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu) 件，鋼筋，其特征是:鋼筋混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱 向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件 接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋 定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0017] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0018] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要矩形柱的地方。
[0019] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[0020] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要圓形柱的地方。
[0021] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0022] (1)基于時域特征檢測模塊1，其包括時域特征提取子模塊11、基于時域的缺陷檢 測子模塊12;所述時域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征 值;所述基于時域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱 缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于時域的檢測結(jié)果Si;
[0023] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)和參考區(qū)域時域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化 頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響 應(yīng)的差分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征鋼筋混凝±柱材料 物理屬性的頻域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動分類識別 方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0024] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則進(jìn)行確定被測鋼筋混凝上柱的缺陷類型。
[0025] 本優(yōu)選實施例通過時域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實現(xiàn)了鋼筋混凝±柱缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0026] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征值，包括：
[0027] (1)采用脈沖滿流傳感器對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與 被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)，選取被測鋼筋混凝 ±柱無缺陷部位的時域響應(yīng)作為參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t);
[002引（2)對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q (t)和參考區(qū)域時域響應(yīng)C (t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0029]
[0030] 式中點點為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子點點的取值范圍為[0.9,1.1];
[0031] (3)提取差分歸一化時域響應(yīng)S(t)的差分峰值時間和差分過零時間作為可用于表 征鋼筋混凝±柱材料物理屬性的時域特征值。
[0032] 所述改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，包括：
[0033] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 I |x-y||2}，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0034] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0035] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0036] 所述預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 鋼筋混凝±柱的缺陷類型。
[0037] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0038] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0039] (1)根據(jù)多個鋼筋混凝±柱缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0040]
[0041] 式中，dij表示第i個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號值，i = l， 2,…，P，j = l，2,…，q;
[0042] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號值di/的計算公式為：
[0043]
[0044]
[0045] 貝IJp個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0046] dj=(di/ ,Cb/，...，dp/)T
[0047] (3)計算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2,…，dq在選取的q個頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[004引
[0049] 式中，Cmn(m=l ,2,…，q，n=l ,2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0050] (4)確定k個優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0化1 ]
[0052]式中，hrj表示選取的q個頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣H表示為： [0化3]
[0054]加權(quán)系數(shù)hrj的計算方式為：
[005引1)對特征方程I AE-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值^^ j = 1，2，…，q)，將各特征值入J (j = 1，2，…，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，Al > A2>…> Aq，并求取特征值A(chǔ)j (j = 1，2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I Iej I I =1，即
[0056] 2)定義第r個優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0化7]
[0058] 3)計算k個優(yōu)化頻率Nr的累計貢獻(xiàn)率^
[0化9]
[0060] k為滿足心90%>0的最小值；
[0061 ] 4)計算加權(quán)系數(shù)；
[0062] 本優(yōu)選實施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì) 量。
[0063] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離為 0.4mm，設(shè)定系數(shù)調(diào)整因子Ci = O.9點= 0.9,對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率提高了 5%。
[0064] 應(yīng)用場景2
[0065] 參見圖1，圖2,本實施例的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝 ±柱和與鋼筋混凝±柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu) 件，鋼筋，其特征是:鋼筋混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱 向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件 接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋 定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0066] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0067] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要矩形柱的地方。
[0068] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[0069] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要圓形柱的地方。
[0070] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0071 ] (1)基于時域特征檢測模塊1，其包括時域特征提取子模塊11、基于時域的缺陷檢 測子模塊12;所述時域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征 值;所述基于時域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱 缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于時域的檢測結(jié)果Si;
[0072] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)和參考區(qū)域時域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化 頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響 應(yīng)的差分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征鋼筋混凝±柱材料 物理屬性的頻域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動分類識別 方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0073] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則進(jìn)行確定被測鋼筋混凝上柱的缺陷類型。
[0074] 本優(yōu)選實施例通過時域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實現(xiàn)了鋼筋混凝±柱缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0075] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征值，包括：
[0076] (1)采用脈沖滿流傳感器對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與 被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)，選取被測鋼筋混凝 ±柱無缺陷部位的時域響應(yīng)作為參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t);
[0077] (2)對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q (t)和參考區(qū)域時域響應(yīng)C (t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[007引
[0079] 式中，為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，的取值范圍為[0.9,1.1];
[0080] (3)提取差分歸一化時域響應(yīng)S(t)的差分峰值時間和差分過零時間作為可用于表 征鋼筋混凝±柱材料物理屬性的時域特征值。
[0081 ]所述改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，包括：
[0082] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 I |x-y||2}，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0083] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0084] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0085] 所述預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 鋼筋混凝±柱的缺陷類型。
[0086] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0087] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0088] (1)根據(jù)多個鋼筋混凝±柱缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0089]
[0090] 式中，du表示第i個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號值，i = l， 2,…，p，j = l,2,…，q;
[0091] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號值di/的計算公式為：
[0092]
[0093]
[0094] 貝IJp個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0095] dj=(di/ ,Cb/，...，dp/)T
[00%] (3)計算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2，…，d廟選取的q個頻率處的相關(guān)系數(shù)矩
陣C:
[0097]
[009引式中，Cmn(m=l ,2,…，q，n=l ,2,... ,q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0099] (4)確定k個優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0100]
[0101] 式中，hrj表示選取的q個頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣H表示為：
[0102]
[0103] 加權(quán)系數(shù)hrj的計算方式為：
[0104] 1)對特征方程I AE-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值A(chǔ)j(j = 1，2，…，q)，將各特征值A(chǔ)j (j = 1，2，? ? ?，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，Al>A2>…>Aq，并求取特征值A(chǔ)j(j = 1,2，…， q)對應(yīng)特征向量Gj，要求I Iejl I =1:
[0105] 2)定義第r個優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0106]
[0107] 3)計算k個優(yōu)化頻率Nr的累計貢獻(xiàn)率^
[010 引
[0109] k為滿足心90%>0的最小值；
[0110] 4)計算加權(quán)系數(shù)
[0111] 本優(yōu)選實施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì) 量。
[0112] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離為 0.6mm，設(shè)定系數(shù)調(diào)整因子Ci=I. 1點= 1.1，對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率提高了 4%。 [011引應(yīng)用場景3
[0114] 參見圖1，圖2,本實施例的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝 ±柱和與鋼筋混凝±柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu) 件，鋼筋，其特征是:鋼筋混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱 向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件 接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋 定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0115] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0116] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要矩形柱的地方。
[0117] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[0118] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要圓形柱的地方。
[0119] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0120] (1)基于時域特征檢測模塊1，其包括時域特征提取子模塊11、基于時域的缺陷檢 測子模塊12;所述時域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征 值;所述基于時域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱 缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于時域的檢測結(jié)果Si;
[0121] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)和參考區(qū)域時域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化 頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響 應(yīng)的差分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征鋼筋混凝±柱材料 物理屬性的頻域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動分類識別 方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0122] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則進(jìn)行確定被測鋼筋混凝上柱的缺陷類型。
[0123] 本優(yōu)選實施例通過時域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實現(xiàn)了鋼筋混凝±柱缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0124] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征值，包括：
[0125] (1)采用脈沖滿流傳感器對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與 被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)，選取被測鋼筋混凝 ±柱無缺陷部位的時域響應(yīng)作為參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t);
[0126] (2)對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0127]
[01%]式中，為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，的取值范圍為[0.9,1.1];
[0129] (3)提取差分歸一化時域響應(yīng)S(t)的差分峰值時間和差分過零時間作為可用于表 征鋼筋混凝±柱材料物理屬性的時域特征值。
[0130] 所述改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，包括：
[0131] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 I |x-y||2}，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0132] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0133] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0134] 所述預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 鋼筋混凝±柱的缺陷類型。
[0135] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0136] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0137] (1)根據(jù)多個鋼筋混凝±柱缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[013 引
[0139] 式中，du表示第i個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號值，i = l， 2,…，p，j = l,2,…，q;
[0140] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號值di/的計算公式為：
[0141]
[0142]
[0143] 貝IJp個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0144] dj=(di/ ,Cb/，...，dp/)T
[0145] (3)計算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2,…，dq在選取的q個頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0146]
[0147]式中，Cmn(m=l，2,…，q，n=l，2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0148] (4)確定k個優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0149；
[0150] 式中，hrj表示選取的q個頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣H表示為：
[0151]
[0152] 加權(quán)系數(shù)hrj的計算方式為：
[0153] 1)對特征方程IAE-C I = O進(jìn)行求解，求取各特征值A(chǔ)j(j = 1,2，…，q)，將各特征值A(chǔ)j (j = l，2，...，q)按照從大到小順序進(jìn)ff排列.A1>A9>…>Aq，并求取特征值A(chǔ)j(j = l,2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I Iej I I =1，町
[0154] 2)定義第r個優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0155]
[0156] 3)計算k個優(yōu)化頻率Nr的累計貢獻(xiàn)率^
[0157]
[015引 k為滿足心90%>0的最小估；
[0159] 4)計算加權(quán)系數(shù)：
[0160] 本優(yōu)選實施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì) 量。
[0161] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離為 0.8mm，設(shè)定系數(shù)調(diào)整因子Ci = O. 9、|2二1.1，對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率提高了 4.5%。
[0162] 應(yīng)用場景4
[0163] 參見圖1，圖2,本實施例的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝 ±柱和與鋼筋混凝±柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu) 件，鋼筋，其特征是:鋼筋混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱 向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件 接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋 定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0164] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0165] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要矩形柱的地方。
[0166] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[0167] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要圓形柱的地方。
[0168] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0169] (1)基于時域特征檢測模塊1，其包括時域特征提取子模塊11、基于時域的缺陷檢 測子模塊12;所述時域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征 值;所述基于時域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱 缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于時域的檢測結(jié)果Si;
[0170] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)和參考區(qū)域時域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化 頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響 應(yīng)的差分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征鋼筋混凝±柱材料 物理屬性的頻域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動分類識別 方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0171] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則進(jìn)行確定被測鋼筋混凝上柱的缺陷類型。
[0172] 本優(yōu)選實施例通過時域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實現(xiàn)了鋼筋混凝±柱缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0173] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征值，包括：
[0174] (1)采用脈沖滿流傳感器對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與 被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)，選取被測鋼筋混凝 ±柱無缺陷部位的時域響應(yīng)作為參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t);
[0175] (2)對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0176]
[0177] 式中，為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，的取值范圍為[0.9,1.1];
[0178] (3)提取差分歸一化時域響應(yīng)S(t)的差分峰值時間和差分過零時間作為可用于表 征鋼筋混凝±柱材料物理屬性的時域特征值。
[0179] 所述改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，包括：
[0180] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 I |x-y||2}，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0181] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0182] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0183] 所述預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 鋼筋混凝±柱的缺陷類型。
[0184] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0185] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0186] (1)根據(jù)多個鋼筋混凝±柱缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0187]
[0188] 式中，du表示第i個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號值，i = l， 2,…，p，j = l,2,…，q;
[0189] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號值di/的計算公式為：
[0190]
[0191]
[0192] 貝IJp個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0193] dj=(di/ ,Cb/，…，dp/)T
[0194] (3)計算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2,…，dq在選取的q個頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0195]
[01%]式中，Cmn(m=l，2,…，q，n=l，2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0197] (4)確定k個優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個頻率的綜合效果，r = l，2,…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[019 引
[0199] 式中，hrj表示選取的q個頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣H表示為：
[0200]
[0201] 加權(quán)系數(shù)hrj的計算方式為：
[0202] 1)對特征方程I AE-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值^^ j = 1，2，…，q)，將各特征值入J (j = 1，2，…，q)按照從大到小順序進(jìn)排方Il ^ 1、^。>…> Aq，并求取特征值A(chǔ)j (j = 1，2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I Iej I I =1，良
[0203] 2)定義第r個優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0204]
[0205] 3)計算k個優(yōu)化頻率Nr的累計貢獻(xiàn)率^
[0206]
[0207] k為滿足k90%>0的最小值；
[020引 4)計算加權(quán)系數(shù)；
[0209] 本優(yōu)選實施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì) 量。
[0210] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離為 1.0mm，設(shè)定系數(shù)調(diào)整因子Ci = 1.1、l2 = 0.9,對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率提高了 5.6%。
[0別"1]應(yīng)用場景5
[0212] 參見圖1，圖2,本實施例的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝±柱，包括鋼筋混凝 ±柱和與鋼筋混凝±柱相連的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝±柱包括鋼筋混凝±預(yù)制構(gòu) 件，鋼筋，其特征是:鋼筋混凝±柱由多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱 向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件 接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu)件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋 定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件。
[0213] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺， 矩形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。
[0214] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要矩形柱的地方。
[0215] 優(yōu)選地，所述的鋼筋混凝±筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺， 圓形筒另一端口有內(nèi)臺階平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
[0216] 本優(yōu)選實施例施工周期短、工程難度小，施工效率高，適用于需要圓形柱的地方。
[0217] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0218] (1)基于時域特征檢測模塊1，其包括時域特征提取子模塊11、基于時域的缺陷檢 測子模塊12;所述時域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征 值;所述基于時域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱 缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于時域的檢測結(jié)果Si;
[0219] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)和參考區(qū)域時域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化 頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響 應(yīng)的差分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征鋼筋混凝±柱材料 物理屬性的頻域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動分類識別 方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0220] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則進(jìn)行確定被測鋼筋混凝上柱的缺陷類型。
[0221] 本優(yōu)選實施例通過時域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實現(xiàn)了鋼筋混凝±柱缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0222] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時域特征提取方法提取時域特征值，包括：
[0223] (1)采用脈沖滿流傳感器對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與 被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)，選取被測鋼筋混凝 ±柱無缺陷部位的時域響應(yīng)作為參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t);
[0224] (2)對缺陷區(qū)域時域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0225]
[0226] 式中，為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，的取值范圍為[0.9,1.1];
[0227] (3)提取差分歸一化時域響應(yīng)S(t)的差分峰值時間和差分過零時間作為可用于表 征鋼筋混凝±柱材料物理屬性的時域特征值。
[0228] 所述改進(jìn)的自動分類識別方法對鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行檢測識別，包括：
[0229] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 I |x-y||2}，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0230] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0231] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的鋼筋混凝±柱缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0232] 所述預(yù)定缺陷分類識別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 鋼筋混凝±柱的缺陷類型。
[0233] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0234] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0235] (1)根據(jù)多個鋼筋混凝±柱缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0236]
[0237] 式中，dij表示第i個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號值，i = l， 2,…，P，j = l，2,…，q;
[0238] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號值di/的計算公式為：
[0239]
[0240]
[0241] 則p個缺陷在第j個選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0242] dj=(di/ ,Cb/，...，dp/)T
[0243] (3)計算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2,…，q在選取的q個頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0244]
[0245] 式中，cmn(m=l，2,…，q，n=l，2，。'，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0246] (4)確定k個優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0247：
[0248] 式中，hrj表示選取的q個頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣H表示為：
[0249]
[0250] 加權(quán)系數(shù)hrj的計算方式為：
[0251 ] 1)對特征方程I AE-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值^^ j = 1，2，…，q)，將各特征值入J (j = 1，2，…，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，Al > A2>…> Aq，并求取特征值A(chǔ)j (j = 1，2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I Iej I I =1，町
[0252] 2)定義第r個優(yōu)化頻率Nr對綜甘巧呆的頁獻(xiàn)率Gr:
[0 巧 3]
[0254] 3)計算k個優(yōu)化頻率Nr的累計貢獻(xiàn)率^
[0 巧5]
[0巧6] k為滿足心90%>0的最小值；
[0257] 4)計算加權(quán)系數(shù)；
[0258] 本優(yōu)選實施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì) 量。
[0259] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測鋼筋混凝±柱表面之間的提離距離為 1.2mm，設(shè)定系數(shù)調(diào)整因子Ci=I點=1，對鋼筋混凝±柱缺陷的分類識別率提高了 4%。
[0260] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝土柱，包括鋼筋混凝土柱和與鋼筋混凝土柱相連 的無損檢測裝置，所述的鋼筋混凝土柱包括鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，鋼筋，其特征是：鋼筋混 凝土柱由多塊鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件、縱向鋼筋定位網(wǎng)片、縱向鋼筋組成，多塊鋼筋混凝 土筒形預(yù)制構(gòu)件疊合成柱模，在相鄰鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件接縫之間設(shè)置與筒形預(yù)制構(gòu) 件內(nèi)腔相適應(yīng)的縱向鋼筋定位網(wǎng)片，縱向鋼筋穿插在縱向鋼筋定位網(wǎng)片網(wǎng)格中，串接多塊 鋼筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝土柱，其特征是，所述的鋼 筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件為矩形筒，矩形筒一端口有外臺階平臺，矩形筒另一端口有內(nèi)臺階 平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為矩形圈，上有網(wǎng)格。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有缺陷識別功能的鋼管混凝土柱，其特征是，所述的鋼 筋混凝土筒形預(yù)制構(gòu)件為圓形筒，圓形筒一端口有外臺階平臺，圓形筒另一端口有內(nèi)臺階 平臺，所述的縱向鋼筋定位網(wǎng)片為圓形圈，上有網(wǎng)格。
【文檔編號】E04C3/34GK106013614SQ201610618725
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月28日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】董超超