应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于：包括一处理单元，所述处理单元连接一红外热成像仪和一通讯单元，所述红外热成像仪用于大坝面板脱空检查，所述通讯单元用于与一远程终端进行通讯。本实用新型能够在面板钢筋布设层数越多，钢筋密度越密，保护层厚度越小，面板混凝土与垫层区间的负相位反射界面更不明显，探地雷达通过图像无法识别面板混凝土区与垫层区时，弥补探地雷达的最大缺点。
【专利说明】应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大坝面板脱空检查领域，尤其是一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统。
【背景技术】
[0002]探地雷达是利用宽频带高频电磁波信号探测介质结构位置和分布的非破坏性的探测仪器，工作时在雷达主机控制下，脉冲产生周期性的毫微秒宽频带高频电磁波信号并直接馈给发射天线，经由发射耦合到地下的信号在传播路径上遇到介质非均匀体(面)时，产生反射信号，位于地面的接收天线在接收到地下回波后直接传输到接收机，经处理后以电平图的方式显示出来，可用来判断地下目标的深度、大小、位置等特征参数。
[0003]大坝面板脱空检查时，因为此种坝体具有强透水性，地下水位线以上的坝体内无自由态的地下水，所以脱空充填物仅为空气一种介质；对于非脱空区，混凝土的下一层介质为垫层区。因此，无脱空现象时，面板混凝土与垫层区、垫层区与过渡层的界面反射为负反射，出现脱空现象时，界面反射为正反射。相对于探地雷达天线，面板表面相对平整，使得天线与面板的耦合良好，同等传播和反射条件下发射和接收信号的振幅比较一致，也有利于区分信号振幅的大小。将探地雷达图像分为3种类型:第I种类型是可明显区分出钢筋层正相位反射，和面板混凝土与垫层区的负相位反射，第2种类型是可明显区分出钢筋层正相位反射和垫层区的负相位反射，但面板混凝土与垫层区反射界面不明显或消失，第3种类型是可明显区分出钢筋层正相位反射，但面板混凝土与垫层区间的负相位反射界面不存在且被正相位反射取代。探地雷达最大的缺点就是当面板钢筋布设层数越多，钢筋密度越密，保护层厚度越小，面板混凝土与垫层区间的负相位反射界面更不明显，图像无法识别面板混凝土区与垫层区，也就无法探讨测出是否存在脱空区。
[0004]当面板钢筋布设层数越多，钢筋密度越密，保护层厚度越小，面板混凝土与垫层区间的负相位反射界面更不明显，图像无法识别面板混凝土区与垫层区，也就无法探讨测出是否存在脱空区。需寻求一种面板钢筋不会影响检测的新技术，也就是能把面板下脱空区内的变化在面板上反应出来且能接收到此变化。红外热成像技术是利用面板的正常部位的热容量与脱空部位的热容量的不一致，在环境温度发生变化时正常部位的温度变化速度不相同，在面板外部就能看到温度差异，也就实现了面板下脱空区内的温度变化速率不同而在面板上反应出来。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统。
[0006]本实用新型采用以下方案实现:一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于:包括一处理单元，所述处理单元连接一红外热成像仪和一通讯单元，所述红外热成像仪用于大坝面板脱空检查，所述通讯单元用于与一远程终端进行通讯。[0007]在本实用新型一实施例中，所述处理单元是一单片机或ARM模块。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述通讯单元是一 GPRS模块、wifi模块或GSM模块。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述远程终端是一工业计算机或一手机终端。
[0010]本实用新型能够在面板钢筋布设层数越多，钢筋密度越密，保护层厚度越小，面板混凝土与垫层区间的负相位反射界面更不明显，探地雷达通过图像无法识别面板混凝土区与垫层区时，弥补探地雷达的最大缺点。
[0011]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的系统原理框图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本实用新型提供一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，包括一处理单元，所述处理单元连接一红外热成像仪和一通讯单元，所述红外热成像仪用于大坝面板脱空检查，所述通讯单元用于与一远程终端进行通讯。
[0014]优选的，所述处理单元是一单片机或ARM模块，单片机型号可以是AT89C51、AT89S51或MSP430等。所述通讯单元是一 GPRS模块或wifi模块，对应的，所述远程终端是一工业计算机；所述通讯单元也可以是一 GSM模块，对应的，所述远程终端是一手机终端。
[0015]红外热像技术能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛，红外热成像可以同时测量物体表面各点温度的高低，直观地显示物体表面的温度场，并以图像形式显示出来，由于红外热成像是探测目标物体的红外热辐射能量的大小而不像微光增强仪那样处于强光环境中时会出现光晕或关闭，因此不爱强光影响，根据红外成像这一特点，以及面板的正常部位的热容量与脱空部位的热容量的不一致，故在环境温度发生变化时正常部位的温度变化速度不相同，在面板外部就能看到温度差异。面板厚度不大，面板表面的温度变化可以影响到下一层介质，下层介质的温度也可以通过面板反映。因而面板内的钢筋对红外热像技术的影响就很小，正好弥补了探地雷达最大的缺点。在脱空检测中，钢筋混凝土面板的热导率最高，垫层区次之，最后为空气，且空气热导率明显比其它2种介质低。因此在阳光照射之下，面板吸收来自阳光的辐射热量，存在脱空的面板区域由于空气热传导性能差而使得温度升高较快，非脱空区的面板由于热量易向坝体深部传导而升高较慢。夜间，不论是脱空区还是非脱空区，它们白天吸收的热量通过面板向空气辐射，面板温度下降，脱空区面板由于下层空气热传导率低而不易得到坝体热量补充，温度较低；非脱空区的面板由于其下的垫层区热传导率比空气高而更易得到坝体热量补充，温度相对较高。由此可知，采用红外热成像法检测面板脱空存在良好的地球物理条件，可普查面板脱空情况。利用下午时段的高温异常区和早晨时段的低温异常区(称温度异常区)，从而分析分析温度异常形成原因，符合因面板下面脱空存在而引起的温度异常区解释的，就认定为面板下面存在脱空。
[0016]为了让一般技术人员更好的理解本实用新型的硬件架构，下面结合整体的硬件架构对其工作原理及流程做进一步说明。[0017]通过使用红外热成像仪对大坝面板进行检测，并通过通讯单元将采集到的红外热图像传输到远程终端进行识别。远程终端在对红外热图像进行处理可分为6个基本步骤:
[0018](I)查看面板的红外热图像，将面板表面颜色较深或残余物较多的区域范围，称虚异常区；
[0019](2)查找下午时段的高温异常区和早晨时段的低温异常区，称温度异常区；
[0020](3)将红外热成像无温度异常的区域，判定为红外非异常区；
[0021](4)分析温度异常形成原因(包括面板表面颜色较深或残余物较多的外观原因在内)，如面板表面颜色较深非脱空引起的异常，则将相应的区域判定为红外非异常区；
[0022](5)如果温度异常区不在虚异常区之内，或者高、低温异常区无法吻合且可解释为脱空引起，则该温度异常区域定为红外异常区；
[0023](6)最后圈定红外非异常区和红外异常区的范围界线。
[0024]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于:包括一处理单元，所述处理单元连接一红外热成像仪和一通讯单元，所述红外热成像仪用于大坝面板脱空检查，所述通讯单元用于与一远程终端进行通讯。
2.根据权利要求1所述的应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于:所述处理单元是一单片机或ARM模块。
3.根据权利要求1所述的应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于:所述通讯单元是一 GPRS模块、wifi模块或GSM模块。
4.根据权利要求1所述的应用于大坝面板脱空检查的红外热成像系统，其特征在于:所述远程终端是一工业计算机或一手机终端。
【文档编号】G01V8/10GK203490378SQ201320628298
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】张福良, 杨海云 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院