专利名称：大块体混凝土无损检测中的定位方法
技术领域：
本发明属于混凝土无损检测技术领域，具体涉及一种大块体混凝土无损检测中的 定位方法。
背景技术：
大量的新建混凝土构件需要进行质量验收和质量控制，并且大量长期使用的旧混 凝土构件也需要进一步进行健康检验和加固。但目前对大型或超大型混凝土构件的超声无 损检测中遇到的一个关键问题就是定位难。简单地说，就是激发源点和接收点的准确位置 很难确定，而准确定位在无损检测分析中至关重要。常规的人工划线法定位，非常的费功费 时，如果在高空或其它不利的工作环境中更难实现定位。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种操作简便， 定位准确，误差一般小于1 %的大块体混凝土无损检测中的定位方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种大块体混凝土无损检测中 的定位方法，其特征在于，该 方法包括以下步骤步骤一、建立观测系统在被检测的混凝土构件的两个观测面即激发面和接收面 上分别建立激发主测线和接收主测线，并在激发主测线一侧加一条辅助测线，按测量要求 设置激发点之间的点距，以及接收点之间的点距，并标记激发点和接收点，然后在激发面上 设置坐标原点，确定所有激发点坐标，并实测激发面和接收面之间的距离；步骤二、确定激发测量方式采用超声波测量仪进行1点激发1点接收测量，或采 用多通道超声波测量仪进行1点激发多点同时接收测量；步骤三、拾取直达波初至时间采用人工手动拾取或超声波振幅阀门自动拾取每 个接收点对应每个激发点的直达波的初至时间；步骤四、分析确定超声波在混凝土中的传播速度利用偏移距和初至时间进行小 区块速度分析，拟合出速度和偏移距的关系曲线，利用该速度和偏移距的关系曲线确定超 声波在混凝土中的传播速度；步骤五、激发点三点单元计算以激发点总数按3进行选排列，计算每个接收点对 应三个激发点的计算单元种数，并确定每个计算单元中激发点之间的距离，以及激发点与 接收点之间的距离；步骤六、激发点三点单元优选按优选原则，选出计算误差最小的激发点三点计算 单元；步骤七、定位确定接收点的坐标，最后采用平均值法或众值法确定接收点的坐标 值，判断是否计算完所有的接收点，计算完则结束计算，未计算完则循环计算下一个接收点 的坐标值，直至计算完所有的接收点坐标值为止。上述步骤七中所述定位包括以下步骤
a.激发-接收四点计算单元优选按评价指标值大于50的原则，优选出接收点所 对应的所有计算误差最小的四点计算单元；b.接收点位置计算按四点坐标计算公式，计算所有优选出的四点计算单元对接 收点的坐标；c.接收点坐标位置确定采用平均值法或众值法确定接收点的坐标值，判断是否 计算完所有的接收点，计算完则结束计算，未计算完则循环计算下一个接收点的坐标值，直 至计算完所有的接收点坐标值为止。上述步骤六中所述激发点三点计算单元的优选原则为激发点60度原则和接收 点等距原则；所述激发点60度原则为三个激发点构成三角形，且该三角形的最小角不小于 5度，最大角不大于60度；所述接收点等距原则为选取接收点到三个激发点的距离之间相 差不大于1%。上述评价指标值的计算公式如下设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分别为三个激发点和接收点构成的三角形的边长，P1^ p2、p3和P4分别为激发-接收四点计算单元的四个面的评价值，P为激发-接收四点计算单 元的评价指标值。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明无须人工大量划线测量定位，操作简便，省工省时，可节约定位测量工作 量80%以上。2、本发明无损测试和定位同时完成，一次作业，完成双重任务。3、本发明解决了高空等特殊环境下，常规方法难以测量的技术问题。4、本发明定位方法独特，定位结果准确，误差一般小于1%。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明定位方法的流程图。图2为本发明观测系统的示意图。图3为本发明激发点和接收点的关系图。图4为本发明实施例的激发面设计图。图5为本发明实施例的接收面设计图。附图标记说明1-激发面； 2-接收面； 3-激发主测线；4-接收主测线；5-辅助测线。
具体实施例方式步骤一、建立观测系统(如图2)在被检测的混凝土构件的两个观测面即激发面 1和接收面2上分别建立激发主测线3和接收主测线4，并在激发主测线3 —侧加一条辅助 测线5，如图4和图5所示，在激发面设计9个激发点101，102，103，104，105，106，107，108 和109，在接收面设计7个接收点201，202，203，204，205，206和207，然后在激发面1上设 置坐标原点，确定所有激发点坐标，分别测量9个激发点和7个接收点的空间坐标，并实测 激发面1和接收面2之间的距离；激发点和接收点的关系见图3 ；步骤二、确定激发测量方式采用超声波测量仪进行1点激发1点接收测量，或采 用多通道超声波测量仪进行1点激发多点同时接收测量；步骤三、拾取直达波初至时间采用人工手动拾取或超声波振幅阀门自动拾取每 个接收点对应每个激发点的直达波的初至时间，共计63个直达波初至时间，结果见下表表1直达波初至时间试验参数表
权利要求
1.一种大块体混凝土无损检测中的定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、建立观测系统在被检测的混凝土构件的两个观测面即激发面(1)和接收面(2)上分别建立激发主测线(3)和接收主测线G)，并在激发主测线(3) —侧加一条辅助测 线(5)，按测量要求设置激发点之间的点距，以及接收点之间的点距，并标记激发点和接收 点，然后在激发面(1)上设置坐标原点，确定所有激发点坐标，并实测激发面(1)和接收面 ⑵之间的距离；步骤二、确定激发测量方式采用超声波测量仪进行1点激发1点接收测量，或采用多 通道超声波测量仪进行1点激发多点同时接收测量；步骤三、拾取直达波初至时间采用人工手动拾取或超声波振幅阀门自动拾取每个接 收点对应每个激发点的直达波的初至时间；步骤四、分析确定超声波在混凝土中的传播速度利用偏移距和初至时间进行小区块 速度分析，拟合出速度和偏移距的关系曲线，利用该速度和偏移距的关系曲线确定超声波 在混凝土中的传播速度；步骤五、激发点三点单元计算以激发点总数按3进行选排列，计算每个接收点对应三 个激发点的计算单元种数，并确定每个计算单元中激发点之间的距离，以及激发点与接收 点之间的距离；步骤六、激发点三点单元优选按优选原则，选出计算误差最小的激发点三点计算单元；步骤七、定位确定接收点的坐标，最后采用平均值法或众值法确定接收点的坐标值， 判断是否计算完所有的接收点，计算完则结束计算，未计算完则循环计算下一个接收点的 坐标值，直至计算完所有的接收点坐标值为止。
2.根据权利要求1所述的大块体混凝土无损检测中的定位方法，其特征在于，步骤七 中所述定位包括以下步骤a.激发-接收四点计算单元优选按评价指标值大于50的原则，优选出接收点所对应 的所有计算误差最小的四点计算单元；b.接收点位置计算按四点坐标计算公式，计算所有优选出的四点计算单元对接收点 的坐标；c.接收点坐标位置确定采用平均值法或众值法确定接收点的坐标值，判断是否计算 完所有的接收点，计算完则结束计算，未计算完则循环计算下一个接收点的坐标值，直至计 算完所有的接收点坐标值为止。
3.根据权利要求1所述的大块体混凝土无损检测中的定位方法，其特征在于，步骤六 中所述激发点三点计算单元的优选原则为激发点60度原则和接收点等距原则；所述激发 点60度原则为任意三个激发点构成三角形，且该三角形的最小角不小于5度，最大角不大 于60度；所述接收点等距原则为选取的接收点到三个激发点的距离之间相差不大于1%。
4.根据权利要求2所述的大块体混凝土无损检测中的定位方法，其特征在于，所述评 价指标值的计算公式如下设: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分别为三个激发点和接收点构成的三角形的边长，P1^ P2> P3 和P4分别为激发-接收四点计算单元的四个面的评价值，P为评价指标值。
全文摘要
本发明公开了一种大块体混凝土无损检测中的定位方法，该方法包括以下步骤一、建立观测系统；二、确定激发测量方式；三、拾取直达波初至时间；四、分析确定超声波在混凝土中的传播速度；五、激发点三点单元计算；六、激发点三点单元优选；七、定位，计算接收点的坐标值。本发明无须人工大量划线测量定位，省工省时，可节约定位测量工作量80％以上，解决了高空等特殊环境下，常规方法难以测量的技术问题。采用本发明的方法进行大块体混凝土无损检测定位，结果准确，定位误差一般小于1％。
文档编号G01N29/26GK102147395SQ201110004359
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者吴永新, 吴雅睿, 杨正华 申请人:长安大学