一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法

本发明涉及预应力桥梁无损检测领域，具体涉及一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法。

背景技术：

1、体外预应力技术因具备能有效减轻结构自重，节省材料，预应力损失少等优点近些年被广泛运用到新建桥梁和旧桥加固的工程领域，为了使内部钢绞线协同受力并免遭环境的腐蚀，通常将管道注浆，但在施工中由于注浆材料的选择不当或施工工艺的复杂性，易于产生空洞、部分空洞和渗水等缺陷，从而使钢绞线更易受侵蚀，降低桥梁结构的耐久性，并且由于预应力管道注浆缺陷属于隐蔽工程，难以通过肉眼识别，而目前的检测设备及方法多属于点式测量，从而需要大量的人力消耗且数据处理慢不易及时指导现场施工期造成的缺陷修补，进而也大大提高了后期维修的费用，因此，如何对体外预应力孔道质量进行施工期无损检测已成为困扰检测领域的难题；

2、鉴于以上，本申请提供一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法用于解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提出一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，在孔道压浆后一定时间内进行数据采集及数据自动化处理进而完成灌浆的缺陷检测。

2、一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、s1：针对表面光滑的金属管需要进行预处理，提高其表面红外发射率；

4、s2：完成灌浆后记录时间并且进行红外检测，通过温湿度传感器实时采集现场环境的温湿度；

5、s3：通过激光测距传感器检测红外相机距离预应力管道的距离，并输入至红外相机中，同时标定出红外相机视广角左右两侧的距离，计算每个像素点的长度，其中“像素点”表示“图像”的基本“元素”，实际上代表一定面积，因而它是一个“块”而不是一个“点”；

6、s4：通过红外相机获取预应力管道表面的红外图像，将红外图像分割成若干像素点，通过红外相机内置软件(系统软件)提取红外图像各个像素点的温度，观察温度异常区，实现缺陷定位；

7、s5：在热图像上选取一条贯穿缺陷中心的温度分布曲线，找到温度分布曲线上的最大对比度，计算温度分布曲线上半最大对比度之间的像素个数，进而得到灌浆高度，实现灌浆缺陷量化。

8、上述技术方案有益效果在于：

9、本发明实施例通过实验室室内采集高密度聚乙烯管道管材与镀锌钢管管道管材在不同注浆饱满度注浆料水化热作用下表面的红外图像，通过红外相机内置软件求出各像素点的温度后，通过温度差异来实现缺陷的区域划分，计算正常区域与缺陷区域平均温度的差值来实现缺陷的定位，然后需要在热图像上选取一条贯穿缺陷中心的温度分布曲线；并找到温度分布曲线上的最大对比度；通过计算温度分布曲线上半最大对比度之间的像素个数来量化大小，在固定的检测视场下，单个像素代表一定的实际尺寸，通过上述方法得到的是灌浆高度，来实现灌浆缺陷的量化。

技术特征：

1.一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s1中，将金属管表面变成黑色进而增加其表面红外发射率。

3.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s2中，选择完成灌浆后的第12h至第21.5h进行红外检测，并且取此时间窗口为红外相机的拍摄时间。

4.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s2-s5中对灌浆缺陷的检测过程需避开外界环境高温或者外界环境温度变化较快的情况。

5.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s3中，红外相机进行实时拍摄时，测距传感器实时检测红外相机距离预应力管道的距离并及时输入到红外相机内，减少拍摄距离对检测的影响，标定出红外相机视广角左右两侧的距离，计算每个像素点的长度。

6.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s4中，对于获取的红外图像，将各个像素点转化为温度后，选出温度异常区域及温度正常区域并且求出其平均值，通过绝对对比度定量评价红外热成像技术检测缺陷能力。

7.根据权利要求1所述的一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，其特征在于，在s5中灌浆缺陷的评估值通过以下公式计算：

技术总结
本发明涉及一种施工期检测体外预应力孔道压浆密实度的红外热成像方法，通过对表面光滑的金属管进行预处理，提高其表面红外发射率，其次在灌浆后记录时间，进行红外检测，通过温湿度传感器实时采集现场环境温湿度，测距传感器检测出红外相机距离预应力管道的距离，输入到红外相机中，同时标定出红外相机视广角左右两侧的距离并计算每个像素点的长度，接着红外相机获取预应力管道表面的红外图像，提取红外图像各个像素点的温度，观察温度异常区，进行缺陷的定位，然后在热图像上选一条贯穿缺陷中心的温度分布曲线；找到温度分布曲线上的最大对比度；计算温度分布曲线上半最大对比度之间的像素个数，通过上述方法得到灌浆高度，实现灌浆缺陷的量化。

技术研发人员：李胜利,解路,高兴,韩山岭,郑鹏飞,韩小雷,王江飞,张银,程英璐,崔灿,姜楠,张四化,代旷宇,李金珂
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15