(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111060558 A(43)申请公布日 2020.04.24
(21)申请号 202010000650.1(22)申请日 2020.01.02
(71)申请人 青岛国信海天中心建设有限公司
地址 266071 山东省青岛市市南区东海西
路15号二十四层(72)发明人 闫斌 郭尚 刘建伟 宋红霞
殷南南 袁守刚 (74)专利代理机构 北京酷爱智慧知识产权代理
有限公司 11514
代理人 邹成娇(51)Int.Cl.
G01N 25/72(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
CN 111060558 A(54)发明名称
一种钢管混凝土密实度检测系统及方法(57)摘要
本发明公开了一种钢管混凝土密实度检测系统，包括红外热成像仪、图像处理模块、数据处理模块和显示器，所述红外热成像仪用于拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图；所述图像处理模块用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行图像处理，将处理后的图像发送给数据处理模块；所述数据处理模块用于对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；所述显示器用于显示处理后的图像，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。通过红外热成像仪采集待检测钢管混凝土的红外热像图，对红外热像图进行处理和分析，能准确确定混凝土密实度缺陷的位置点。
CN 111060558 A
权 利 要 求 书
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1.一种钢管混凝土密实度检测系统，其特征在于，包括红外热成像仪、图像处理模块、数据处理模块和显示器，
所述红外热成像仪用于拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图；
所述图像处理模块用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行图像处理，将处理后的图像发送给数据处理模块；
所述数据处理模块用于对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；
所述显示器用于显示处理后的图像，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。2.如权利要求1所述的钢管混凝土密实度检测系统，其特征在于，所述系统还包括处理建议模块，所述处理建议模块用于根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。
3.如权利要求1所述的钢管混凝土密实度检测系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像去噪单元，所述图像去噪单元用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行去噪处理。
4.如权利要求1所述的钢管混凝土密实度检测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括对比分析单元，所述对比分析单元用于将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度异常的图像位置。
5.如权利要求1至4任一项所述的钢管混凝土密实度检测系统，其特征在于，所述红外热像仪采用FILRE40型红外热像仪。
6.一种钢管混凝土密实度检测方法，适用于权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
红外热成像仪拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图，将所述红外热像图发送给图像处理系统；
图像处理模块对所述红外热像图进行处理，将处理后的图像发送给数据处理模块；数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；
显示器显示出处理后的红外热像图，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。7.如权利要求6所述的钢管混凝土密实度检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。
8.如权利要求6所述的钢管混凝土密实度检测方法，其特征在于，所述图像处理模块对所述红外热像图进行处理的具体方法包括：对所述红外热像图进行去噪处理。
9.如权利要求6所述的钢管混凝土密实度检测方法，其特征在于，所述数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置的具体方法包括：将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度异常的图像位置。
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说 明 书
一种钢管混凝土密实度检测系统及方法
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技术领域
[0001]本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种钢管混凝土密实度检测系统及方法。
背景技术[0002]钢管混凝土构件中常有多层加劲板，在超高层建筑中，钢管混凝土常用于柱、伸臂桁架处。无论是钢管柱还是伸臂桁架，往往带有一定的倾斜角度，这给确定混凝土的浇筑工艺并保证浇筑后混凝土的密实度带来较大的困难。[0003]钢管混凝土浇筑中，一般采用三种施工工艺：高位抛落免振捣法，利用混凝土下落时产生的动能达到振实混凝土的目的，即在空中将混凝土抛落，需要自由落体高度在4米以上。泵送顶升浇筑法，即在钢管接近楼地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与混凝土泵送管相连，将混凝土从下部压入，利用混凝土泵送压力将混凝土从下部逐渐顶升到上部指定高度处。这种方法的好处是，可以将混凝土相对均匀地压入到钢管柱内各处；立式手工浇捣法，混凝土自钢管上口灌入，即通过人工进入钢管内部，实施逐层振捣，以达到最大密实度。
[0004]上述施工浇筑的三种方法，由于内部加劲板的存在，常在钢管内壁与加劲板的上、下位置，由于积累空气无法排除而产生窝气，导致局部孔洞或空腔。对于可能出现的不密实缺陷，现行规范推荐的钢管混凝土密实度检测方法，包括：管外敲击法、超声波法或钻芯取样法。
[0005]管外敲击法检测钢管混凝土密实度时，采用的是空腔处敲击的声音不同于密实处来判断，但当钢管壁厚度在2cm以上时，敲击法辨识声音变化，其检测结果往往偏差较大。超声波检测法，由于内部环向加劲板的存在，波的传输会沿加劲板绕射，很难实现对穿；钻芯法采取的是在钢管混凝土柱芯内钻芯，但钻取位置不能在加劲板与钢管壁处实施，混凝土空腔缺陷不能发现，且上述三种方法均需要在混凝土凝固后进行，即进行事后混凝土密实度的判断。钢管柱或伸臂桁架通常领先于楼地面层施工，一般处于悬臂状态，属于在空中作业，检测人员不易就近检测，需要借助专业的爬梯或搭设临时操作平台，不仅费时且作业环境危险。
发明内容
[0006]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种钢管混凝土密实度检测系统及方法，通过红外热成像仪采集待检测钢管混凝土的红外热像图，对红外热像图进行处理和分析，能准确确定混凝土密实度缺陷的位置点。[0007]第一方面，本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测系统，包括红外热成像仪、图像处理模块、数据处理模块和显示器，
[0008]所述红外热成像仪用于拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图；
[0009]所述图像处理模块用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行图像处理，将处理
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后的图像发送给数据处理模块；
[0010]所述数据处理模块用于对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；[0011]所述显示器用于显示处理后的图像，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。[0012]可选地，系统还包括处理建议模块，所述处理建议模块用于根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。[0013]可选地，图像处理模块包括图像去噪单元，所述图像去噪单元用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行去噪处理。[0014]可选地，数据处理模块包括对比分析单元，所述对比分析单元用于将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度异常的图像位置。[0015]可选地，红外热像仪采用FILRE40型红外热像仪。[0016]第二方面，本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测方法，适用于上述实施例描述的钢管混凝土密实度检测系统，方法包括以下步骤：[0017]红外热成像仪拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图，将所述红外热像图发送给图像处理系统；
[0018]图像处理模块对所述红外热像图进行处理，将处理后的图像发送给数据处理模块；
[0019]数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；[0020]显示器显示出处理后的红外热像图，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。[0021]可选地，方法还包括：根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。[0022]可选地，图像处理模块对所述红外热像图进行处理的具体方法包括：对所述红外热像图进行去噪处理。[0023]可选地，数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置的具体方法包括：将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度异常的图像位置。
[0024]本发明的有益效果：
[0025]本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测系统及方法，通过红外热成像仪采集待检测钢管混凝土的红外热像图，对红外热像图进行处理和分析，能准确确定混凝土密实度缺陷的位置点。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。[0027]图1示出了本发明第一实施例所提供的一种钢管混凝土密实度检测系统的结构示意图；
[0028]图2示出了本发明第二实施例所提供的一种钢管混凝土密实度检测方法的流程图。
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具体实施方式
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。[0030]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。[0031]还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。[0032]还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。[0033]如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。[0034]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。[0035]如图1所示，示出了本发明第一实施例所提供的一种钢管混凝土密实度检测系统的结构示意图，该系统包括红外热成像仪、图像处理模块、数据处理模块和显示器，所述红外热成像仪用于拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图；所述图像处理模块用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行图像处理，将处理后的图像发送给数据处理模块；所述数据处理模块用于对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来；所述显示器用于显示处理后的图像，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。红外热成像仪根据物体表面温度的不同分布，辐射不同的红外线，红外热成像仪通过对热红外敏感CCD对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。由于混凝土浇筑过程中，水热化的作用，箱型柱侧壁钢板温度会出现差异，采用红外热成像仪可实时检测箱型柱的温度分布，进而推定柱内混凝土浇筑情况。红外热成像仪拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图，图像处理模块对红外热像图进行图像处理，将处理后的图像发送给数据处理模块，数据处理模块对处理后的图像进行分析，找到出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来，显示器将处理后的图像进行显示，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。
[0036]本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测系统，通过红外热成像仪采集待检测钢管混凝土的红外热像图，对红外热像图进行处理和分析，能准确确定混凝土密实度缺陷的位置点。
[0037]在本发明实施例中，图像处理模块包括图像去噪单元，所述图像去噪单元用于对红外热成像仪拍摄的红外热像图进行去噪处理。图像去噪单元对拍摄的待检测的混凝土的
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红外热像图进行去噪，提高数据处理模块处理的准确性。[0038]在本发明实施例中，数据处理模块包括对比分析单元，所述对比分析单元用于将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度异常的图像位置。数据处理模块还包括标准试件数据存储单元，标准试件数据存储单元用于存储标准试件的红外热像图。对比分析单元将图像处理模块处理后的待检测钢管混凝土的红外热像图与标准试件的红外热像图进行对比分析，得到温度异常的图像位置，说明该位置点的混凝土不密实，需要进行补强。
[0039]在本发明实施例中，系统还包括处理建议模块，所述处理建议模块用于根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。在数据处理模块找到出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置，判断出混凝土密实度缺陷的位置点，处理建议模块根据密实度缺陷的位置点给出处理建议，需要对混凝土密实度缺陷的位置点进行补强处理。系统通过设置处理建议模块，用户可以根据系统提供的建议进行补强处理。具体的补强处理方法包括：[0040](1)根据混凝土密实度缺陷的位置点，顺序选定一片脱空区域，在该区域管壁上下两端用钻头各钻一直径10mm的孔，要求钻透管壁。[0041]在下孔外焊一直径12mm的钢管嘴，长约60mm。将钢管嘴和注浆嘴连在一起。[0042](3)空压机工作，当上孔口出风时，空压机停止工作，说明该脱空区域已连通。若上孔口不出风，说明脱空区域不通，此时须在上下两孔之间再钻一孔，重复上述操作至出风为止。[0043](4)从进浆口加浆，启动空压机，打开注浆嘴开始注浆，至上孔口往外大量溢浆时，关闭注浆嘴，用密封膏封闭上孔。[0044](5)断开注浆嘴和钢管嘴，封闭钢管嘴。[0045](6)待补强区浆液固化后切除钢管嘴，并将钻孔补焊封固。经过补强后，再对每片脱空区超声检测，脱空区均已密实后方达到补强要求。
[0046]本发明实施例提供的钢管混凝土密实度检测系统对混凝土密实度检测，钢管柱混凝土的浇筑质量得到了极大地提高，合格率由原来的85％提高至98％，使得超高层建筑的施工质量有了极大地提高。[0047]如图2所示，示出了本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测方法流程图，该方法适用于上述实施例描述的钢管混凝土密实度检测系统，方法包括以下步骤：[0048]S1:红外热成像仪拍摄待检测的钢管混凝土的红外热像图，将所述红外热像图发送给图像处理系统。
[0049]S2:图像处理模块对所述红外热像图进行处理，将处理后的图像发送给数据处理模块。
[0050]具体地，图像处理模块对所述红外热像图进行处理的具体方法包括：对所述红外热像图进行去噪处理。去噪处理步骤对拍摄的待检测的混凝土的红外热像图进行去噪，提高数据处理模块处理的准确性。
[0051]S3:数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置判断出混凝土密实度缺陷的位置点，并将位置点标示出来。[0052]具体地，数据处理模块对处理后的图像进行分析，找出出现温度异常的图像位置的具体方法包括：将处理后的图像与标准试件的红外热像图进行对比分析，找出出现温度
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异常的图像位置。
[0053]S4:显示器显示出处理后的红外热像图，并显示出混凝土密实度缺陷的位置点。[0054]方法还包括：S5：根据混凝土密实度缺陷的位置点给出处理建议。在数据处理模块找到出现温度异常的图像位置，根据温度异常图像位置，判断出混凝土密实度缺陷的位置点，处理建议模块根据密实度缺陷的位置点给出处理建议，需要对混凝土密实度缺陷的位置点进行补强处理。
[0055]本发明实施例提供的一种钢管混凝土密实度检测方法，通过红外热成像仪采集待检测钢管混凝土的红外热像图，对红外热像图进行处理和分析，检测方法简单、有效，能准确确定混凝土密实度缺陷的位置点。[0056]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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