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原文传递一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法

专利名称：	一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法
摘要：	本发明公开了一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，同时采用激光激振装置与数台激光测振装置按照一定的检测方法进行测振，然后结合本发明的任意形状缺陷分析方法进行任意形状混凝土缺陷的分析，实现了混凝土缺陷检测的经济性与效率性的平衡统一。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东大学
发明人：	王剑宏;陈超军;刘蕾;王建波;牛余朋
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311069653.0
公开号：	CN117129566A
代理机构：	杭州六方于义专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	方洲易
分类号：	G01N29/04;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04;G01N29/44
申请人地址：	250000 山东省济南市山大南路27号
主权项：	1.一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)激光激振检测：采用高能激光激振装置，发射激光束至混凝土表面，同时采用多个激光测振装置，发射多束激光进行多点测振，采集各测振点的振动响应信号； (2)模态分析：对采集到的振动响应信号进行模态分析，提取各测振点的各阶模态振型； (3)测振点的缺陷情况判断：通过测振点有无模态振型定性判断该测振点是否为缺陷点，如果模态分析的结果含有模态振型，则该测振点为缺陷点；否则，该测振点为正常混凝土； (4)混凝土缺陷点间的区域的缺陷情况分析：将在同一直线上或近似直线上的各缺陷点的模态振型进行曲线拟合，得到该直线上的混凝土的各阶试验模态振型曲线记为曲线f，通过理论计算或计算机数值模拟得到理论的混凝土各阶计算模态振型记为曲线F，将曲线f与曲线F进行误差分析，若误差收敛于要求范围内，则判断该区域为缺陷混凝土，否则，判断为正常混凝土； (5)任意形状混凝土的缺陷情况分析：对各缺陷区域进行赋色，绘制出缺陷云图。 2.根据权利要求1所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，步骤(1)的具体方法如下：结合实际工程检测精度需求，设计测振形式在被检测的工程体上选择合适数量与位置的测振点，在移动平台上放置激光激振装置与激光测振装置，并调整两类装置的相对位置，形成检测设备，该设备能以激振光束所在轴为旋转轴进行转动。 3.根据权利要求2所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，步骤(1)中，检测位置的选取如下：设激光激振点为O,以激光激振点O为圆形做同心圆，各个同心圆半径间隔相同，从小圆依次过渡到大圆，逆时针转动设定角度，依次选取n个点，最终以O点以及选取的n个点为测振点。 4.根据权利要求1所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，步骤(2)中，模态分析的具体方法如下：对采集到的振动信号进行快速傅里叶变换处理，转变为频域上的功率谱密度，然后在功率谱密度函数上采用峰值提取法提取缺陷点各阶模态振型。 5.根据权利要求1所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，步骤(4)中，混凝土缺陷点间的区域的缺陷情况分析的具体方法如下：将曲线f与曲线F进行误差分析，如果∑(F-f)2<δ，δ为误差灵敏度参数，则该直线上缺陷点间的区域为缺陷混凝土；否则，缺陷点间的区域为正常混凝土。 6.根据权利要求1所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于，步骤(4)中，混凝土缺陷点间的区域的缺陷情况分析的具体方法如下：通过步骤(3)确定缺陷点及其模态振型后，首先将在同一条直线上或近似直线上的各缺陷点的各阶模态振型分别提取出来，然后用各缺陷点的各阶模态振型进行曲线拟合，形成该直线上被测混凝土的各阶近似模态振型曲线f，最后将理论各阶模态振型曲线F与各阶近似模态振型曲线f进行比较，如果∑(F-f)2<δ，δ为误差灵敏度参数，则该直线上缺陷点间的区域为缺陷混凝土；否则，缺陷点间的区域为正常混凝土。 7.根据权利要求1所述一种基于激光技术的任意形状混凝土缺陷的检测分析方法，其特征在于：步骤(4)中，曲线拟合方法是通过计算机将一组数据拟合到一条曲线上，进而求解出拟合曲线的方程的数据处理方法，具体可采用最下二乘法来拟合出曲线的方程。