基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法与流程

本发明涉及组合结构无损检测，尤其涉及一种基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法。

背景技术：

1、传统钢筋混凝土结构存在建筑资源和能源消耗大、施工过程中环境污染相对严重、抗震度不足等问题，而纯钢结构又有无二道防线、阻尼小等不足，因此目前大多超高层建筑普遍采用“钢-混凝土组合结构体系”。其中二道防线是相对于框剪结构而言，在设计框剪结构抗震时，第一道防线为剪力墙，第二道防线为框架。

2、钢管混凝土组合结构在混凝土浇筑过程中，由于钢管内部存在加劲肋、钢筋等使结构内部空间狭窄，加上振捣不均匀、混凝土径向收缩等因素，容易导致钢管与混凝土结合面之间产生空洞和脱黏等缺陷，从而削弱组合结构的承载力等力学性能，造成安全隐患。因此对其进行主动健康无损检测，评估其结构主体的安全性有十分重要的意义

3、钢管混凝土密实度大多采用敲击法、超声波首波声时法、冲击回波法等。敲击法凭声音的响度、音调、音色判断。超声波首波声时法使用非金属超声检测仪，测得构件的首波声时值，输入到层析成像（ct）软件，即可得到构件的声速分布图，再通过声速分布图获取构件密实状态信息。冲击回波法利用采集到的加速度信号作wvd和频谱变换，得出构件不同密实度时的wvd时域分布对比。

4、敲击法依赖于工程人员经验，准确性很低。超声波首波声时法的首波难以测准，对脱空构件会存在首波沿钢管壁绕射的现象，只能定性地判断内部缺陷位置，难以定量判断缺陷的深度和大小。冲击回波法检测结果受构件形状和尺寸影响较大，只适用于大体积长距离构件，且难以对缺陷定量分析。

5、应用钢管混凝土组合结构进行钢管混凝土组合结构密实度检测，采集的信号主要存在两方面的干扰，一方面是检测环境带来的噪声信号，这在现场检测环境中是难以避免的，需要具体分析并尽量降低噪声信号对检测结果的影响。另一方面是在激发声波时，被测物体中产生的波形并不唯一，除了表面波外还会产生其他形式的波。这些波可能是体波、散射波、多次反射波或其它形式的波。激发声波的方法和设备不同，产生的附加波也会有所不同。因此钢管混凝土组合结构检测所采集的信号处理尤为重要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法，本方法应用小波分析技术对所采集的信号进行平稳降噪，覆盖广泛的频率范围，从而可以检测出各种尺寸和类型的缺陷，提高检测精度，实现钢-混凝土组合结构密实度缺陷的定量分析。

2、为解决上述技术问题，本发明基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法包括如下步骤：

3、步骤一、采集现场钢管混凝土密实度检测的超声信号数据；

4、步骤二、应用小波分析技术对所采集的超声信号数据进行小波变换；

5、步骤三、选择待处理的小波系数层，初始化小波分解的循环计数器i和j，以及阈值t；

6、步骤四、若循环计数器i≥小波系数的长度，则进行小波逆变换，得到去噪后的超声信号数据并输出；

7、步骤五、若循环计数器i＜小波系数的长度，则判断循环计数器j是否≥小波系数层的宽度，若是，对循环计数器i加1、循环计数器j设定为0，重复执行步骤四；

8、步骤六、若否，判断小波系数的绝对值是否＜t，若是设定小波系数为0，若否保留小波系数，然后循环计数器j加1后，重新对循环计数器j是否≥小波系数层的宽度进行判断。

9、进一步，所述步骤一中，现场钢管混凝土密实度检测的超声信号是正弦信号或扫频信号。

10、由于本发明基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法采用了上述技术方案，即本方法采集现场钢管混凝土密实度检测的超声信号数据；应用小波分析技术对所采集的超声信号数据进行小波变换；选择待处理的小波系数层，初始化小波分解的循环计数器i和j，以及阈值t；对循环计数器i和j，以及阈值t分别进行判断，直至循环计数器i≥小波系数的长度后进行小波逆变换，得到去噪后的超声信号数据并输出。本方法应用小波分析技术对所采集的信号进行平稳降噪，覆盖广泛的频率范围，从而可以检测出各种尺寸和类型的缺陷，提高检测精度，实现钢-混凝土组合结构密实度缺陷的定量分析。

技术特征：

1.一种基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法，其特征在于：所述步骤一中，现场钢管混凝土密实度检测的超声信号是正弦信号或扫频信号。

技术总结
本发明公开了一种基于小波分析技术的钢管混凝土密实度数据处理方法，本方法采集现场钢管混凝土密实度检测的超声信号数据；应用小波分析技术对所采集的超声信号数据进行小波变换；选择待处理的小波系数层，初始化小波分解的循环计数器i和j，以及阈值T；对循环计数器i和j，以及阈值T分别进行判断，直至循环计数器i≥小波系数的长度后进行小波逆变换，得到去噪后的超声信号数据并输出。本方法应用小波分析技术对所采集的信号进行平稳降噪，覆盖广泛的频率范围，从而可以检测出各种尺寸和类型的缺陷，提高检测精度，实现钢‑混凝土组合结构密实度缺陷的定量分析。

技术研发人员：陈航宇,何健,查晓雄,张佶,邵志伟,王航,钱娟,邓家辉,梁毅
受保护的技术使用者：中国二十冶集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22