應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統的製作方法
2023-07-02 19:14:11 1
應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於：包括一處理單元，所述處理單元連接一紅外熱成像儀和一通訊單元，所述紅外熱成像儀用於大壩面板脫空檢查，所述通訊單元用於與一遠程終端進行通訊。本實用新型能夠在面板鋼筋布設層數越多，鋼筋密度越密，保護層厚度越小，面板混凝土與墊層區間的負相位反射界面更不明顯，探地雷達通過圖像無法識別面板混凝土區與墊層區時，彌補探地雷達的最大缺點。
【專利說明】應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大壩面板脫空檢查領域，尤其是一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統。
【背景技術】
[0002]探地雷達是利用寬頻帶高頻電磁波信號探測介質結構位置和分布的非破壞性的探測儀器，工作時在雷達主機控制下，脈衝產生周期性的毫微秒寬頻帶高頻電磁波信號並直接饋給發射天線，經由發射耦合到地下的信號在傳播路徑上遇到介質非均勻體(面)時，產生反射信號，位於地面的接收天線在接收到地下回波後直接傳輸到接收機，經處理後以電平圖的方式顯示出來，可用來判斷地下目標的深度、大小、位置等特徵參數。
[0003]大壩面板脫空檢查時，因為此種壩體具有強透水性，地下水位線以上的壩體內無自由態的地下水，所以脫空充填物僅為空氣一種介質；對於非脫空區，混凝土的下一層介質為墊層區。因此，無脫空現象時，面板混凝土與墊層區、墊層區與過渡層的界面反射為負反射，出現脫空現象時，界面反射為正反射。相對於探地雷達天線，面板表面相對平整，使得天線與面板的耦合良好，同等傳播和反射條件下發射和接收信號的振幅比較一致，也有利於區分信號振幅的大小。將探地雷達圖像分為3種類型:第I種類型是可明顯區分出鋼筋層正相位反射，和面板混凝土與墊層區的負相位反射，第2種類型是可明顯區分出鋼筋層正相位反射和墊層區的負相位反射，但面板混凝土與墊層區反射界面不明顯或消失，第3種類型是可明顯區分出鋼筋層正相位反射，但面板混凝土與墊層區間的負相位反射界面不存在且被正相位反射取代。探地雷達最大的缺點就是當面板鋼筋布設層數越多，鋼筋密度越密，保護層厚度越小，面板混凝土與墊層區間的負相位反射界面更不明顯，圖像無法識別面板混凝土區與墊層區，也就無法探討測出是否存在脫空區。
[0004]當面板鋼筋布設層數越多，鋼筋密度越密，保護層厚度越小，面板混凝土與墊層區間的負相位反射界面更不明顯，圖像無法識別面板混凝土區與墊層區，也就無法探討測出是否存在脫空區。需尋求一種面板鋼筋不會影響檢測的新技術，也就是能把面板下脫空區內的變化在面板上反應出來且能接收到此變化。紅外熱成像技術是利用面板的正常部位的熱容量與脫空部位的熱容量的不一致，在環境溫度發生變化時正常部位的溫度變化速度不相同，在面板外部就能看到溫度差異，也就實現了面板下脫空區內的溫度變化速率不同而在面板上反應出來。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統。
[0006]本實用新型採用以下方案實現:一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於:包括一處理單元，所述處理單元連接一紅外熱成像儀和一通訊單元，所述紅外熱成像儀用於大壩面板脫空檢查，所述通訊單元用於與一遠程終端進行通訊。[0007]在本實用新型一實施例中，所述處理單元是一單片機或ARM模塊。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述通訊單元是一 GPRS模塊、wifi模塊或GSM模塊。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述遠程終端是一工業計算機或一手機終端。
[0010]本實用新型能夠在面板鋼筋布設層數越多，鋼筋密度越密，保護層厚度越小，面板混凝土與墊層區間的負相位反射界面更不明顯，探地雷達通過圖像無法識別面板混凝土區與墊層區時，彌補探地雷達的最大缺點。
[0011]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的系統原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本實用新型提供一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，包括一處理單元，所述處理單元連接一紅外熱成像儀和一通訊單元，所述紅外熱成像儀用於大壩面板脫空檢查，所述通訊單元用於與一遠程終端進行通訊。
[0014]優選的，所述處理單元是一單片機或ARM模塊，單片機型號可以是AT89C51、AT89S51或MSP430等。所述通訊單元是一 GPRS模塊或wifi模塊，對應的，所述遠程終端是一工業計算機；所述通訊單元也可以是一 GSM模塊，對應的，所述遠程終端是一手機終端。
[0015]紅外熱像技術能直觀地顯示物體表面的溫度場，不受強光影響，應用廣泛，紅外熱成像可以同時測量物體表面各點溫度的高低，直觀地顯示物體表面的溫度場，並以圖像形式顯示出來，由於紅外熱成像是探測目標物體的紅外熱輻射能量的大小而不像微光增強儀那樣處於強光環境中時會出現光暈或關閉，因此不愛強光影響，根據紅外成像這一特點，以及面板的正常部位的熱容量與脫空部位的熱容量的不一致，故在環境溫度發生變化時正常部位的溫度變化速度不相同，在面板外部就能看到溫度差異。面板厚度不大，面板表面的溫度變化可以影響到下一層介質，下層介質的溫度也可以通過面板反映。因而面板內的鋼筋對紅外熱像技術的影響就很小，正好彌補了探地雷達最大的缺點。在脫空檢測中，鋼筋混凝土面板的熱導率最高，墊層區次之，最後為空氣，且空氣熱導率明顯比其它2種介質低。因此在陽光照射之下，面板吸收來自陽光的輻射熱量，存在脫空的面板區域由於空氣熱傳導性能差而使得溫度升高較快，非脫空區的面板由於熱量易向壩體深部傳導而升高較慢。夜間，不論是脫空區還是非脫空區，它們白天吸收的熱量通過面板向空氣輻射，面板溫度下降，脫空區面板由於下層空氣熱傳導率低而不易得到壩體熱量補充，溫度較低；非脫空區的面板由於其下的墊層區熱傳導率比空氣高而更易得到壩體熱量補充，溫度相對較高。由此可知，採用紅外熱成像法檢測面板脫空存在良好的地球物理條件，可普查面板脫空情況。利用下午時段的高溫異常區和早晨時段的低溫異常區(稱溫度異常區)，從而分析分析溫度異常形成原因，符合因面板下面脫空存在而引起的溫度異常區解釋的，就認定為面板下面存在脫空。
[0016]為了讓一般技術人員更好的理解本實用新型的硬體架構，下面結合整體的硬體架構對其工作原理及流程做進一步說明。[0017]通過使用紅外熱成像儀對大壩面板進行檢測，並通過通訊單元將採集到的紅外熱圖像傳輸到遠程終端進行識別。遠程終端在對紅外熱圖像進行處理可分為6個基本步驟:
[0018](I)查看面板的紅外熱圖像，將面板表面顏色較深或殘餘物較多的區域範圍，稱虛異常區；
[0019](2)查找下午時段的高溫異常區和早晨時段的低溫異常區，稱溫度異常區；
[0020](3)將紅外熱成像無溫度異常的區域，判定為紅外非異常區；
[0021](4)分析溫度異常形成原因(包括面板表面顏色較深或殘餘物較多的外觀原因在內)，如面板表面顏色較深非脫空引起的異常，則將相應的區域判定為紅外非異常區；
[0022](5)如果溫度異常區不在虛異常區之內，或者高、低溫異常區無法吻合且可解釋為脫空引起，則該溫度異常區域定為紅外異常區；
[0023](6)最後圈定紅外非異常區和紅外異常區的範圍界線。
[0024]上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於:包括一處理單元，所述處理單元連接一紅外熱成像儀和一通訊單元，所述紅外熱成像儀用於大壩面板脫空檢查，所述通訊單元用於與一遠程終端進行通訊。
2.根據權利要求1所述的應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於:所述處理單元是一單片機或ARM模塊。
3.根據權利要求1所述的應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於:所述通訊單元是一 GPRS模塊、wifi模塊或GSM模塊。
4.根據權利要求1所述的應用於大壩面板脫空檢查的紅外熱成像系統，其特徵在於:所述遠程終端是一工業計算機或一手機終端。
【文檔編號】G01V8/10GK203490378SQ201320628298
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】張福良, 楊海雲 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院