一种混凝土超声探伤缺陷识别方法与流程

本发明属于探伤缺陷识别，具体是一种混凝土超声探伤缺陷识别方法。

背景技术：

1、混凝土是土木工程领域应用最广泛的结构材料，广泛服务于房屋建筑、桥梁隧道、水利大坝、轨道交通、核电设施等重大工程，在施工浇筑与长期服役过程中，受振捣工艺不足、模板漏浆、温度应力、荷载疲劳与环境侵蚀等多重因素影响，混凝土内部易产生孔洞、蜂窝疏松、裂缝、界面脱黏与不密实等各类缺陷；

2、当前通常通过提取时域与频域等特征参数，并采用不同算法模型运算来实现混凝土缺陷的识别，虽然可有效识别出混凝土内部的缺陷，但需要使用大量的计算资源，从而导致缺陷识别的效率降低，相对于模型识别，使用超声技术对混凝土内部缺陷的识别效率较高，但目前无法准确对混凝土内部的缺陷进行超声识别；

3、为此，本发明提出一种混凝土超声探伤缺陷识别方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提出一种混凝土超声探伤缺陷识别方法，以解决上述背景技术中提出的无法准确对混凝土内部的缺陷进行超声识别的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种混凝土超声探伤缺陷识别方法，方法包括：

4、步骤s1，对测试声波在待识别混凝土与标准试块中的传播速度进行分析，分析得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的速度数据；

5、步骤s2，对测试声波在待识别混凝土与标准试块中的传播衰减进行分析，分析得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的幅度数据；

6、步骤s3，依据速度数据与幅度数据对待识别混凝土不同测试表面的检测点进行分析，分析得到待识别混凝土不同测试表面对应的正常检测点与缺陷检测点；

7、步骤s4，依据缺陷检测点的位置对待识别混凝土不同测试表面的缺陷位置进行分析，分析得到待识别混凝土不同测试表面的缺陷区域；

8、步骤s5，依据缺陷检测点的位置坐标对不同缺陷区域的区域大小进行分析，分析得到不同测试表面中缺陷区域的横向距离与纵向距离。

9、进一步地，所述步骤s1中的分析过程包括如下子步骤：

10、步骤s101，将待识别混凝土的任一表面作为第一测试表面，并将与第一测试表面相邻的表面作为第二测试表面，将待识别混凝土对应第一测试表面上的任一位置作为检测点，将待识别混凝土表面与检测点相对的位置记为接收点，将智能传感器的探头固定于检测点处，并将智能传感器的另一探头固定于接收点处；

11、步骤s102，启动智能传感器使得检测点处的探头向待识别混凝土发射测试声波，并记录不同时间节点时接收点处测试声波的接收幅度；

12、步骤s103，以时间为横轴，接收幅度为纵轴，构建得到接收点处测试声波的实际坐标系，并将不同时间节点时接收点处测试声波的接收幅度描绘至实际坐标系中，从而描绘得到不同接收幅度坐标点；

13、步骤s104，测量检测点与接收点之间待识别混凝土的厚度并记为实际厚度，将接收点处首次接收到测试声波的时间节点记为第一到达节点；

14、步骤s105，将第一到达节点对应的时间减去测试声波的发射时间，从而得到待识别混凝土中测试声波的传播时长，将实际厚度除以传播时长得到检测点处测试声波的实际传播速度；

15、以此类推，选取待识别混凝土第一测试表面的不同位置作为检测点，从而分析得到不同检测点处测试声波的实际传播速度。

16、进一步地，所述步骤s1中的分析过程还包括如下子步骤：

17、步骤s106，选取多个标准试块作为参考对象，重复步骤s101-步骤s105计算得到任一标准试块第一测试表面不同检测点处测试声波的传播速度，将不同传播速度相加求和取平均值得到所有标准试块第一测试表面检测点处测试声波的平均传播速度；

18、步骤s107，通过标准差公式计算得到所有标准试块第一测试表面测试声波的传播速度标准差，将平均传播速度减去传播速度标准差得到左端点值，将平均传播速度与传播速度标准差相加求和得到右端点值；

19、步骤s108，依据左端点值与右端点值构建得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的参考传播速度区间；

20、步骤s109，将实际传播速度与参考传播速度区间记为待识别混凝土对应检测点处测试声波的速度数据。

21、进一步地，所述步骤s2中的分析过程包括如下子步骤：

22、步骤s201，将测试声波的发射时间与第一到达节点之间的时间节点记为噪声节点，获取不同噪声节点时接收点处的噪声幅度，并将不同噪声幅度相加求和取平均值，得到待识别混凝土第一测试表面对应检测点处的平均噪声幅度；

23、步骤s202，通过标准差公式计算得到待识别混凝土第一测试表面对应检测点处的噪声幅度标准差，将噪声幅度标准差的三倍与平均噪声幅度相加求和，得到待识别混凝土第一测试表面对应检测点处的参考声波幅度；

24、步骤s203，获取实际坐标系中不同接收幅度坐标点的实际坐标，将实际坐标系中纵坐标同时大于相邻纵坐标的接收幅度坐标点记为第一坐标点，将实际坐标系中首个纵坐标大于参考声波幅度的第一坐标点记为特征坐标点；

25、步骤s204，将特征坐标点对应的纵坐标记为待识别混凝土第一测试表面对应检测点处测试声波的特征幅度。

26、进一步地，所述步骤s2中的分析过程包括如下子步骤：

27、步骤s205，获取不同时间节点时检测点处测试声波的初始幅度，将初始幅度同时大于相邻时间节点时对应初始幅度的时间节点记为参考节点，将参考节点时检测点处测试声波的初始幅度记为参考幅度；

28、步骤s206，将参考幅度减去特征幅度得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的实际幅度衰减值；

29、步骤s207，选取多个标准试块作为分析对象，并重复步骤s201-步骤s205，从而分析得到任一标准试块第一测试表面不同检测点处测试声波的参考幅度与特征幅度，将特征幅度减去参考幅度得到对应标准试块第一测试表面不同检测点处的声波幅度衰减值；

30、以此类推，计算得到不同标准试块第一测试表面所有检测点处的声波幅度衰减值；

31、步骤s208，将不同声波幅度衰减相加求和取平均值，得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的参考幅度衰减值；

32、步骤s209，将实际幅度衰减值与参考幅度衰减值作为待识别混凝土对应检测点处的幅度数据。

33、进一步地，所述步骤s3中的分析过程包括如下子步骤：

34、步骤s301，获取待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的参考传播速度区间与实际传播速度，并将实际传播速度与参考传播速度区间进行比对；

35、若待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的实际传播速度不属于参考传播速度区间内，则将对应检测点记为缺陷检测点；

36、若待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的实际传播速度属于参考传播速度区间内，则进入步骤s302；

37、步骤s302，获取待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的实际幅度衰减值与参考幅度衰减值，并将实际幅度衰减值与参考幅度衰减值进行比对；

38、若待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的实际幅度衰减值小于等于参考幅度衰减值，则将对应检测点记为正常检测点；

39、若待识别混凝土第一测试表面检测点处测试声波的实际幅度衰减值大于参考幅度衰减值，则将对应检测点处记为缺陷检测点；

40、以此类推，将待识别混凝土第一测试表面的不同位置作为检测点，并将所有检测点处测试声波的实际传播速度与参考传播速度区间进行比对，将所有检测点处测试声波的实际幅度衰减值与参考幅度衰减值进行比对，从而分析得到待识别混凝土对应第一测试表面的多个缺陷检测点与正常检测点；

41、步骤s303，按照步骤s302，分析得到待识别混凝土对应第二测试表面的多个缺陷检测点与正常检测点。

42、进一步地，所述步骤s4中的分析过程包括如下子步骤：

43、步骤s401，选取第一测试表面中的任一位置作为坐标原点，过坐标原点作平行于第一测试表面底边的直线并作为横轴，过坐标原点作平行于第一测试表面侧边的直线并作为纵轴，从而构建得到第一测试表面对应的第一坐标系；

44、步骤s402，测量第一测试表面中不同检测点与纵轴之间的垂直距离并记为第一数值，测量第一测试表面不同检测点与横轴之间的垂直距离并记为第二数值，将第一数值作为检测点的横坐标，将第二数值作为检测点的纵坐标，并依据检测点所处象限为横坐标与纵坐标添加正负号，从而得到第一测试表面中不同检测点的位置坐标。

45、进一步地，所述步骤s4中的分析过程还包括如下子步骤：

46、步骤s403，选取第一测试表面中的任一缺陷检测点作为起始检测点，以起始检测点为起点查找相邻的缺陷检测点，并将查找得到的缺陷检测点记为一次查找检测点，将所有一次查找检测点与起始检测点纳入统一至第一缺陷区域内；

47、步骤s404，而后选取任意一次查找检测点作为新的起始检测点，并以新的起始检测点为起点查找相邻的缺陷检测点，并将查找得到的缺陷检测点记为二次查找检测点；

48、选取不同一次查找检测点作为新的起始检测点，并查找得到多个二次查找检测点，而后将所有二次查找检测点纳入至统一第一缺陷区域内；

49、以此类推，选取每次查找得到的不同查找检测点作为新的起始检测点，直至查找不同任一相邻的缺陷检测点。

50、进一步地，所述步骤s4中的分析过程还包括如下子步骤：

51、步骤s405，选取第一测试表面中不属于第一缺陷区域内的任一缺陷检测点作为起始检测点，以起始检测点为起点查找相邻的缺陷检测点，并将查找得到的缺陷检测点记为一次查找检测点，将所有一次查找检测点与起始检测点纳入统一至第二缺陷区域内；

52、以此类推，将不同查找检测点纳入第二缺陷区域内，并以不同缺陷检测点作为起始检测点，从而分析得到不同缺陷区域；

53、步骤s406，对第二测试表面的不同缺陷检测点进行相同分析，从而分析得到第二测试表面的不同缺陷区域。

54、进一步地，所述步骤s5中的分析过程包括如下子步骤：

55、步骤s501，选取第一测试表面中的任一缺陷区域作为分析对象，获取缺陷区域内不同缺陷检测点的位置坐标，遍历比对不同缺陷检测点的位置坐标，得到位置横坐标的最大值、位置横坐标的最小值、位置纵坐标的最大值与位置纵坐标的最小值；

56、步骤s502，将位置横坐标的最大值减去位置横坐标的最小值得到对应缺陷区域的横向距离，将位置纵坐标的最大值减去位置纵坐标的最小值得到对应缺陷区域的纵向距离；

57、以此类推，分析得到第一测试表面与第二测试表面不同缺陷区域的横向距离与纵向距离。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

59、1、本发明首先对测试声波在待识别混凝土与标准试块中的传播速度进行分析，从而分析得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的速度数据，而后对测试声波在待识别混凝土与标准试块中的传播衰减进行分析，进而得到待识别混凝土对应检测点处测试声波的幅度数据，本发明实现对待识别混凝土中速度数据与幅度数据的准确分析；

60、2、本发明还依据速度数据与幅度数据对待识别混凝土不同测试表面的检测点进行分析，分析得到待识别混凝土不同测试表面对应的正常检测点与缺陷检测点，接着依据缺陷检测点的位置对待识别混凝土不同测试表面的缺陷位置进行分析，分析得到待识别混凝土不同测试表面的缺陷区域，最后依据缺陷检测点的位置坐标对不同缺陷区域的区域大小进行分析，从而得到不同测试表面中缺陷区域的横向距离与纵向距离，本发明实现对混凝土内部缺陷的准确超声识别。