一种结构弯曲变形的无损检测方法与流程

本发明涉及无损检测技术领域，具体说，涉及一种结构弯曲变形的无损检测方法。

背景技术：

无损检测可以在不损坏待测结构的前提下对其状态进行评估，是保障结构正常使用的关键技术。常规无损检测技术包括磁粉检测、渗透检测、超声检测、射线检测等。上述检测方法使用时多要求复杂，常用于待测结构表面的检测，因此目前对于结构的形变检测只能检测出结构外部的弯曲变形情况，并无法判断结构内部的弯曲变形情况，例如常用于应变测量的应变片，只能测量待测结构表面某一点沿特定方向的应变，并不能进行全域性测量。此外，现有的形变检测方法不能作为通用方法测量各种结构，因此需要一种用于结构弯曲变形的通用无损检测方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提出了一种结构弯曲变形的无损检测方法，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种结构弯曲变形的无损检测方法，主要利用电磁感应原理进行无损害表面检测，包括以下步骤：

步骤1：在原待测结构表面嵌入或贴附或激光打入由均匀且连续的网格或图案单元所构成的表面检测结构；

步骤2：通过无损检测方法进行表面检测结构的图案化扫描；

步骤3：处理分析表面检测结构的图案化扫描结果，由网格或图案单元的弯曲变形程度可得到原待测结构的弯曲变形程度。

优选地，步骤1中，所述原待测结构包括任何可能发生弯曲变形的结构，例如：大楼墙体、建筑梁柱、桥梁、装饰艺术品、道路、轨道结构、生物组织，但不仅限于此。

优选地，步骤1中，所述均匀且连续的网格或图案单元，每个网格或图案单元可以是圆形、椭圆形、多边形或不规则形状，所述不规则形状为：多曲线构成的形状或多直线构成的形状或多曲线与多直线构成的形状。

优选地，步骤1中，所述表面检测结构的材质主体是由单一或多种的磁性或金属或导体类材料所构成的。

优选地，步骤1中，选取所述表面检测结构埋入在距离表面固定间距的位置，间距需在无损检测方法可检测的距离之内。

优选地，步骤2中，无损检测方法所使用检测装置主要包括：信号产生装置、检测探头、数据采集装置和数据处理装置。

优选地，所述检测探头包含有外部激发线圈和内部检测线圈组，交变电流通入外部激发线圈产生交变磁场，内部检测线圈组感应出检测信号，在外部激发线圈内侧绕制的内部检测线圈组是由一个或多个串联的线圈构成，用数据采集装置连接内部检测线圈组两端，以获得检测数据。

优选地，所述检测探头的内部检测线圈组可由霍尔感测器件、磁阻感测器件或其他测磁场的感测器件代替。

优选地，步骤2中，进行表面检测结构的图案化扫描，方法为利用信号产生装置产生交变电流通入检测探头，再用检测探头对待测结构表面进行位置扫描，数据采集装置获取检测信号，利用数据处理装置自动将位置信息和数据采集装置的结果分析转化为位置vs检测数据的图案扫描结果。

优选地，步骤3中，将所述表面检测结构嵌入或贴附或激光打入原待测结构表面后进行检测，把变形前获取的网格或图案单元的形状、长度、夹角角度和所处位置的检测数据作为参考标准，将待测结构发生弯曲变形后获得的检测数据与参考标准对比可获得网格或图案单元的弯曲变形程度，进而表示原待测结构的弯曲变形程度。

积极效果：本发明相对于现有技术，

(1)本发明提供的无损检测方法，可测量待测结构内部或外部的应变，且可以进行全域性测量，不局限于某一方向；

(2)本发明适用范围广，可用于任何可能发生弯曲变形的结构，例如：大楼墙体、建筑梁柱、桥梁、装饰艺术品、道路、轨道结构、生物组织，但不仅限于此；

(3)本发明可用于房屋建筑或桥梁建筑结构的前预防性的无损安全性检测，将表面检测结构嵌入主建筑结构，并抹灰覆盖，定期检测主建筑结构的弯曲变形程度是否超限，以判断建筑结构的安全性，且整个过程不破坏材质及使用性能。

附图说明

图1为本发明整体系统示意图；

图2为本公开实施例一所示的检测房屋结构弯曲变形的示意图；

图3为本公开实施例二所示的检测悬臂梁结构弯曲变形的正面示意图；

图4为本公开实施例二所示的检测悬臂梁结构弯曲变形的立体示意图；

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于

本技术：
中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一

本实施例以用于房屋主建筑结构弯曲变形的无损检测方法为例，包括以下步骤：

1、在房屋建筑墙体施工完成后，把菱形网格状表面检测结构贴附在主结构墙体表面并抹灰覆盖；

2、利用信号产生装置产生正弦交变信号输送至检测探头，检测探头在待测结构对应主结构墙体表面上进行蛇形扫描，往复扫描2次，获得检测数据；

3、将检测数据通过数据采集装置传送至数据处理装置，取2次检测数据的平均值，并绘制出表面检测结构的形状和所处位置，将此数据作为房屋安全检测标准；

4、当房屋使用时间达到使用年限或遇到地震等可能影响房屋安全使用的灾害时，重复上述步骤2-3步，获得新的检测数据；

5、将新获得的检测数据与房屋安全检测标准进行对比分析，观察表面检测结构的网格或图案单元是否发生弯曲变形或断裂，由表面检测结构的弯曲变形程度表示房屋墙体弯曲变形程度，并以此作为房屋安全性评价的依据。

实施例二

本实施例以悬臂梁结构弯曲变形的无损检测方法为例，包括以下步骤：

1、在进行检测前，将悬臂梁结构样品表面清洗干净，并在合适位置用胶水粘贴上正方形网格状表面检测结构；

2、利用信号产生装置产生正弦信号输送至检测探头，检测探头在被测样品上进行扫描，重复扫描2次，获得检测数据，作为检测标准数据；

3、结构发生弯曲变形后，表面检测结构中的正方形网格的边长和夹角会发生变化，重复步骤2，将获得新的检测数据；

4、将两次检测数据进行对比分析，由表面检测结构的弯曲变形程度计算得到拉伸样品的应变量。

本实施例中，表面检测结构可替代应变片进行应变测量。

本发明的保护范围不限于本发明的具体实施方式，对于本技术领域的技术人员而言，在本发明的启示下，能够从本发明公开内容中直接导出联想一些原理和步骤相同的基本变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征相同的不同组合、相同或相似技术效果的技术特征简单改换，这些都属于本发明技术的保护范围。

技术特征：

1.一种结构弯曲变形的无损检测方法，主要利用电磁感应原理进行无损害表面检测，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在原待测结构表面嵌入或贴附或激光打入由均匀且连续的网格或图案单元所构成的表面检测结构；

步骤2：通过无损检测方法进行表面检测结构的图案化扫描；

步骤3：处理分析表面检测结构的图案化扫描结果，由网格或图案单元的弯曲变形程度可得到原待测结构的弯曲变形程度。

2.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤1中，所述原待测结构包括任何可能发生弯曲变形的结构，例如：大楼墙体、建筑梁柱、桥梁、装饰艺术品、道路、轨道结构、生物组织，但不仅限于此。

3.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤1中，所述均匀且连续的网格或图案单元，每个网格或图案单元可以是圆形、椭圆形、多边形或不规则形状，所述不规则形状为：多曲线构成的形状或多直线构成的形状或多曲线与多直线构成的形状。

4.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤1中，所述表面检测结构的材质主体是由单一或多种的磁性或金属或导体类材料所构成的。

5.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤1中，选取所述表面检测结构埋入在距离表面固定间距的位置，间距需在无损检测方法可检测的距离之内。

6.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤2中，无损检测方法所使用检测装置主要包括：信号产生装置、检测探头、数据采集装置和数据处理装置。

7.根据权利要求6所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：所述检测探头包含有外部激发线圈和内部检测线圈组，交变电流通入外部激发线圈产生交变磁场，内部检测线圈组感应出检测信号，在外部激发线圈内侧绕制的内部检测线圈组是由一个或多个串联的线圈构成，用数据采集装置连接内部检测线圈组两端，以获得检测数据。

8.根据权利要求7所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：所述检测探头的内部检测线圈组可由霍尔感测器件、磁阻感测器件或其他测磁场的感测器件代替。

9.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤2中，进行表面检测结构的图案化扫描，方法为利用信号产生装置产生交变电流通入检测探头，再用检测探头对待测结构表面进行位置扫描，数据采集装置获取检测信号，利用数据处理装置自动将位置信息和数据采集装置的结果分析转化为位置vs检测数据的图案扫描结果。

10.根据权利要求1所述的一种结构弯曲变形的无损检测方法，其特征在于：步骤3中，将所述表面检测结构嵌入或贴附或激光打入原待测结构表面后进行检测，把变形前获取的网格或图案单元的形状、长度、夹角角度和所处位置的检测数据作为参考标准，将待测结构发生弯曲变形后获得的检测数据与参考标准对比可获得网格或图案单元的弯曲变形程度，进而表示原待测结构的弯曲变形程度。

技术总结
本发明公开了一种结构弯曲变形的无损检测方法，包括：在原待测结构表面嵌入或贴附或激光打入由均匀且连续的网格或图案单元所构成的表面检测结构；通过无损检测方法进行表面检测结构的图案化扫描；处理分析表面检测结构的图案化扫描结果，由网格或图案单元的弯曲变形程度可得到原待测结构的弯曲变形程度。本发明利用电磁感应原理可无损检测出待测结构内部或外部的弯曲变形，可以进行全域性测量，不局限于某一方向；适用范围广泛，可用于任何可能发生弯曲变形的结构，也可用于房屋建筑或桥梁建筑结构的前预防性的无损安全性检测。

技术研发人员：卫荣汉;赵东阳;戴君杰;豆丽莎;李旺明;刘庆稳;陈银玲;邱京江;张玉东;郜超君;杨潇楠;许雁雅
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2020.09.08
技术公布日：2020.12.15