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      大塊體混凝土無損檢測中的定位方法

      文檔序號(hào):6003367閱讀:376來源:國知局
      專利名稱:大塊體混凝土無損檢測中的定位方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于混凝土無損檢測技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種大塊體混凝土無損檢測中的 定位方法。
      背景技術(shù)
      大量的新建混凝土構(gòu)件需要進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收和質(zhì)量控制,并且大量長期使用的舊混 凝土構(gòu)件也需要進(jìn)一步進(jìn)行健康檢驗(yàn)和加固。但目前對(duì)大型或超大型混凝土構(gòu)件的超聲無 損檢測中遇到的一個(gè)關(guān)鍵問題就是定位難。簡單地說,就是激發(fā)源點(diǎn)和接收點(diǎn)的準(zhǔn)確位置 很難確定,而準(zhǔn)確定位在無損檢測分析中至關(guān)重要。常規(guī)的人工劃線法定位,非常的費(fèi)功費(fèi) 時(shí),如果在高空或其它不利的工作環(huán)境中更難實(shí)現(xiàn)定位。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種操作簡便, 定位準(zhǔn)確,誤差一般小于1 %的大塊體混凝土無損檢測中的定位方法。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種大塊體混凝土無損檢測中 的定位方法,其特征在于,該 方法包括以下步驟步驟一、建立觀測系統(tǒng)在被檢測的混凝土構(gòu)件的兩個(gè)觀測面即激發(fā)面和接收面 上分別建立激發(fā)主測線和接收主測線,并在激發(fā)主測線一側(cè)加一條輔助測線,按測量要求 設(shè)置激發(fā)點(diǎn)之間的點(diǎn)距,以及接收點(diǎn)之間的點(diǎn)距,并標(biāo)記激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn),然后在激發(fā)面上 設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn),確定所有激發(fā)點(diǎn)坐標(biāo),并實(shí)測激發(fā)面和接收面之間的距離;步驟二、確定激發(fā)測量方式采用超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)1點(diǎn)接收測量,或采 用多通道超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)多點(diǎn)同時(shí)接收測量;步驟三、拾取直達(dá)波初至?xí)r間采用人工手動(dòng)拾取或超聲波振幅閥門自動(dòng)拾取每 個(gè)接收點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)激發(fā)點(diǎn)的直達(dá)波的初至?xí)r間;步驟四、分析確定超聲波在混凝土中的傳播速度利用偏移距和初至?xí)r間進(jìn)行小 區(qū)塊速度分析,擬合出速度和偏移距的關(guān)系曲線,利用該速度和偏移距的關(guān)系曲線確定超 聲波在混凝土中的傳播速度;步驟五、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元計(jì)算以激發(fā)點(diǎn)總數(shù)按3進(jìn)行選排列,計(jì)算每個(gè)接收點(diǎn)對(duì) 應(yīng)三個(gè)激發(fā)點(diǎn)的計(jì)算單元種數(shù),并確定每個(gè)計(jì)算單元中激發(fā)點(diǎn)之間的距離,以及激發(fā)點(diǎn)與 接收點(diǎn)之間的距離;步驟六、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元優(yōu)選按優(yōu)選原則,選出計(jì)算誤差最小的激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)計(jì)算 單元;步驟七、定位確定接收點(diǎn)的坐標(biāo),最后采用平均值法或眾值法確定接收點(diǎn)的坐標(biāo) 值,判斷是否計(jì)算完所有的接收點(diǎn),計(jì)算完則結(jié)束計(jì)算,未計(jì)算完則循環(huán)計(jì)算下一個(gè)接收點(diǎn) 的坐標(biāo)值,直至計(jì)算完所有的接收點(diǎn)坐標(biāo)值為止。上述步驟七中所述定位包括以下步驟
      a.激發(fā)-接收四點(diǎn)計(jì)算單元優(yōu)選按評(píng)價(jià)指標(biāo)值大于50的原則,優(yōu)選出接收點(diǎn)所 對(duì)應(yīng)的所有計(jì)算誤差最小的四點(diǎn)計(jì)算單元;b.接收點(diǎn)位置計(jì)算按四點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式,計(jì)算所有優(yōu)選出的四點(diǎn)計(jì)算單元對(duì)接 收點(diǎn)的坐標(biāo);c.接收點(diǎn)坐標(biāo)位置確定采用平均值法或眾值法確定接收點(diǎn)的坐標(biāo)值,判斷是否 計(jì)算完所有的接收點(diǎn),計(jì)算完則結(jié)束計(jì)算,未計(jì)算完則循環(huán)計(jì)算下一個(gè)接收點(diǎn)的坐標(biāo)值,直 至計(jì)算完所有的接收點(diǎn)坐標(biāo)值為止。上述步驟六中所述激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)計(jì)算單元的優(yōu)選原則為激發(fā)點(diǎn)60度原則和接收 點(diǎn)等距原則;所述激發(fā)點(diǎn)60度原則為三個(gè)激發(fā)點(diǎn)構(gòu)成三角形,且該三角形的最小角不小于 5度,最大角不大于60度;所述接收點(diǎn)等距原則為選取接收點(diǎn)到三個(gè)激發(fā)點(diǎn)的距離之間相 差不大于1%。上述評(píng)價(jià)指標(biāo)值的計(jì)算公式如下設(shè)L3≥ L2≥ L1 ;L6≥ L5≥ L2 ;L6 ≥ L4 ≥ L3 ;L5 ≥ L4 ≥ L1 ;P1 = ((1- (ABS (L1-L2) /L2+ABS (L1-L3) /L3+ABS (L2-L3) /L3) /3) X 100P2 = ((1- (ABS (L2-L5) /L5+ABS (L2-L6) /L6+ABS (L5-L6) /L6) /3) X 100
      P3 = ((1- (ABS (L3-L4) /L4+ABS (L3-L6) /L6+ABS (L4-L6) /L6) /3) X 100P4 = ((1-(ABS (L「L4) /L4+ABS (L「L5) /L5+ABS (L4-L5) /L5) /3) X 100P = (P1+P2+P3+P4) /4其中Lp L2、L3、L4、L5和L6分別為三個(gè)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)構(gòu)成的三角形的邊長,P1^ p2、p3和P4分別為激發(fā)-接收四點(diǎn)計(jì)算單元的四個(gè)面的評(píng)價(jià)值,P為激發(fā)-接收四點(diǎn)計(jì)算單 元的評(píng)價(jià)指標(biāo)值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明無須人工大量劃線測量定位,操作簡便,省工省時(shí),可節(jié)約定位測量工作 量80%以上。2、本發(fā)明無損測試和定位同時(shí)完成,一次作業(yè),完成雙重任務(wù)。3、本發(fā)明解決了高空等特殊環(huán)境下,常規(guī)方法難以測量的技術(shù)問題。4、本發(fā)明定位方法獨(dú)特,定位結(jié)果準(zhǔn)確,誤差一般小于1%。下面通過附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


      圖1為本發(fā)明定位方法的流程圖。圖2為本發(fā)明觀測系統(tǒng)的示意圖。圖3為本發(fā)明激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的關(guān)系圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的激發(fā)面設(shè)計(jì)圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的接收面設(shè)計(jì)圖。附圖標(biāo)記說明1-激發(fā)面; 2-接收面; 3-激發(fā)主測線;4-接收主測線;5-輔助測線。
      具體實(shí)施例方式步驟一、建立觀測系統(tǒng)(如圖2)在被檢測的混凝土構(gòu)件的兩個(gè)觀測面即激發(fā)面 1和接收面2上分別建立激發(fā)主測線3和接收主測線4,并在激發(fā)主測線3 —側(cè)加一條輔助 測線5,如圖4和圖5所示,在激發(fā)面設(shè)計(jì)9個(gè)激發(fā)點(diǎn)101,102,103,104,105,106,107,108 和109,在接收面設(shè)計(jì)7個(gè)接收點(diǎn)201,202,203,204,205,206和207,然后在激發(fā)面1上設(shè) 置坐標(biāo)原點(diǎn),確定所有激發(fā)點(diǎn)坐標(biāo),分別測量9個(gè)激發(fā)點(diǎn)和7個(gè)接收點(diǎn)的空間坐標(biāo),并實(shí)測 激發(fā)面1和接收面2之間的距離;激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)的關(guān)系見圖3 ;步驟二、確定激發(fā)測量方式采用超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)1點(diǎn)接收測量,或采 用多通道超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)多點(diǎn)同時(shí)接收測量;步驟三、拾取直達(dá)波初至?xí)r間采用人工手動(dòng)拾取或超聲波振幅閥門自動(dòng)拾取每 個(gè)接收點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)激發(fā)點(diǎn)的直達(dá)波的初至?xí)r間,共計(jì)63個(gè)直達(dá)波初至?xí)r間,結(jié)果見下表表1直達(dá)波初至?xí)r間試驗(yàn)參數(shù)表
      權(quán)利要求
      1.一種大塊體混凝土無損檢測中的定位方法,其特征在于,該方法包括以下步驟 步驟一、建立觀測系統(tǒng)在被檢測的混凝土構(gòu)件的兩個(gè)觀測面即激發(fā)面(1)和接收面(2)上分別建立激發(fā)主測線(3)和接收主測線G),并在激發(fā)主測線(3) —側(cè)加一條輔助測 線(5),按測量要求設(shè)置激發(fā)點(diǎn)之間的點(diǎn)距,以及接收點(diǎn)之間的點(diǎn)距,并標(biāo)記激發(fā)點(diǎn)和接收 點(diǎn),然后在激發(fā)面(1)上設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn),確定所有激發(fā)點(diǎn)坐標(biāo),并實(shí)測激發(fā)面(1)和接收面 ⑵之間的距離;步驟二、確定激發(fā)測量方式采用超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)1點(diǎn)接收測量,或采用多 通道超聲波測量儀進(jìn)行1點(diǎn)激發(fā)多點(diǎn)同時(shí)接收測量;步驟三、拾取直達(dá)波初至?xí)r間采用人工手動(dòng)拾取或超聲波振幅閥門自動(dòng)拾取每個(gè)接 收點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)激發(fā)點(diǎn)的直達(dá)波的初至?xí)r間;步驟四、分析確定超聲波在混凝土中的傳播速度利用偏移距和初至?xí)r間進(jìn)行小區(qū)塊 速度分析,擬合出速度和偏移距的關(guān)系曲線,利用該速度和偏移距的關(guān)系曲線確定超聲波 在混凝土中的傳播速度;步驟五、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元計(jì)算以激發(fā)點(diǎn)總數(shù)按3進(jìn)行選排列,計(jì)算每個(gè)接收點(diǎn)對(duì)應(yīng)三 個(gè)激發(fā)點(diǎn)的計(jì)算單元種數(shù),并確定每個(gè)計(jì)算單元中激發(fā)點(diǎn)之間的距離,以及激發(fā)點(diǎn)與接收 點(diǎn)之間的距離;步驟六、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元優(yōu)選按優(yōu)選原則,選出計(jì)算誤差最小的激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)計(jì)算單元;步驟七、定位確定接收點(diǎn)的坐標(biāo),最后采用平均值法或眾值法確定接收點(diǎn)的坐標(biāo)值, 判斷是否計(jì)算完所有的接收點(diǎn),計(jì)算完則結(jié)束計(jì)算,未計(jì)算完則循環(huán)計(jì)算下一個(gè)接收點(diǎn)的 坐標(biāo)值,直至計(jì)算完所有的接收點(diǎn)坐標(biāo)值為止。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊體混凝土無損檢測中的定位方法,其特征在于,步驟七 中所述定位包括以下步驟a.激發(fā)-接收四點(diǎn)計(jì)算單元優(yōu)選按評(píng)價(jià)指標(biāo)值大于50的原則,優(yōu)選出接收點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的所有計(jì)算誤差最小的四點(diǎn)計(jì)算單元;b.接收點(diǎn)位置計(jì)算按四點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算公式,計(jì)算所有優(yōu)選出的四點(diǎn)計(jì)算單元對(duì)接收點(diǎn) 的坐標(biāo);c.接收點(diǎn)坐標(biāo)位置確定采用平均值法或眾值法確定接收點(diǎn)的坐標(biāo)值,判斷是否計(jì)算 完所有的接收點(diǎn),計(jì)算完則結(jié)束計(jì)算,未計(jì)算完則循環(huán)計(jì)算下一個(gè)接收點(diǎn)的坐標(biāo)值,直至計(jì) 算完所有的接收點(diǎn)坐標(biāo)值為止。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊體混凝土無損檢測中的定位方法,其特征在于,步驟六 中所述激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)計(jì)算單元的優(yōu)選原則為激發(fā)點(diǎn)60度原則和接收點(diǎn)等距原則;所述激發(fā) 點(diǎn)60度原則為任意三個(gè)激發(fā)點(diǎn)構(gòu)成三角形,且該三角形的最小角不小于5度,最大角不大 于60度;所述接收點(diǎn)等距原則為選取的接收點(diǎn)到三個(gè)激發(fā)點(diǎn)的距離之間相差不大于1%。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大塊體混凝土無損檢測中的定位方法,其特征在于,所述評(píng) 價(jià)指標(biāo)值的計(jì)算公式如下設(shè):L3 ≥ L2 ≥ L1 ; L6 ≥ L5 ≥ L2 ; L6 ≥ L4 ≥ L3 ; L5 ≥ L4 ≥ L1 ; P1 = ((1-(ABS (L1-L2) /L2+ABS (L1-L3) /L3+ABS (L2-L3) /L3) /3) X 100 P2 = ((1-(ABS(L2-L5)/L5+ABS(L2-L6)/L6+ABS(L5-L6)/L6)/3) X 100P3 = ((1-(ABS(L3-L4)/L4+ABS(L3-L6)/L6+ABS(L4-L6)/L6)/3) X 100 P4 = ((1-(ABS(L「L4)/L4+ABS(L「L5)/L5+ABS(L4-L5)/L5)/3) X 100 P = (P1+P2+P3+P4)/4其中Lp L2、L3、L4、L5和L6分別為三個(gè)激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)構(gòu)成的三角形的邊長,P1^ P2> P3 和P4分別為激發(fā)-接收四點(diǎn)計(jì)算單元的四個(gè)面的評(píng)價(jià)值,P為評(píng)價(jià)指標(biāo)值。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種大塊體混凝土無損檢測中的定位方法,該方法包括以下步驟一、建立觀測系統(tǒng);二、確定激發(fā)測量方式;三、拾取直達(dá)波初至?xí)r間;四、分析確定超聲波在混凝土中的傳播速度;五、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元計(jì)算;六、激發(fā)點(diǎn)三點(diǎn)單元優(yōu)選;七、定位,計(jì)算接收點(diǎn)的坐標(biāo)值。本發(fā)明無須人工大量劃線測量定位,省工省時(shí),可節(jié)約定位測量工作量80%以上,解決了高空等特殊環(huán)境下,常規(guī)方法難以測量的技術(shù)問題。采用本發(fā)明的方法進(jìn)行大塊體混凝土無損檢測定位,結(jié)果準(zhǔn)確,定位誤差一般小于1%。
      文檔編號(hào)G01N29/26GK102147395SQ201110004359
      公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
      發(fā)明者吳永新, 吳雅睿, 楊正華 申請(qǐng)人:長安大學(xué)
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