红外热像检测技术在土木工程中的应用

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1、红外热像检测技术在土木工程中的应用摘要经济的快速发展，使得我国的基础设施不断完善，许多已经建成并且投入运营的工程在运行过程中可能会出现各种各样的缺陷和问题，传统故障排杳方法存在着低效率、高成本和一定的安全问题，并不能真正满足工程项目的检测需求。尤其是现代钢混结构工程，属于多种材料的复合，不仅结构复杂，在性质方面也存在很大的分散性，使得红外热像检测技术在土木工程中并没冇得到非常广泛的应用。基于此，本文从国内外的研宄现状出发，对红外热像检测技术进行了全面分析，并就其在土木工程中的应用进行了研宄和探讨。关键i司：红外热像检测技术：土木工程：混凝土缺陷：应用引言：结合大量的工程实践分析，在施工

2、及运行过程中，受材料、工艺、环境等因素的影响，不可能完全不出问题。即使是非常轻微的质量缺陷，如果无法及时发现和处理，经过一段吋间的发展后都可能会对结构整体的稳定性和耐久性造成影响，严重的甚至会引发工程事故。现阶段，我W对于桥梁、高架、堤防等土木工程构筑物的常用检测方法伍括了雷达法、超声波法、冲击回波法等，这些方法各自都有着自身的优势，向样也存在一定缺陷，限制性较强，检测结果的准确性和可靠性也无法保障。棊于此，应该在土木工程领域引入红外热像检测技术。第1章:国内外研究现状如何在不破坏混凝土结构的情况下，实现对其结构缺陷的准确检测，是国内外一致研究的问题。虽然目前存在许多能够实现混凝土无损

3、检测的方法，但是无论哪种方法都存在一定的缺陷和不足，并不能真正满足土木工程事业发展的实际需求。从国内外的研宄现状出发，对几种常见技术进行分析：首先是超声检测，主耍是用相应的超声波仪器产生超声波，然后将超声波引导进试件中，通过与试件材料的和互作用，超声波的波长和方向会出现一定的变化，形成反射、透射或者散射等，然后被预先设置好的检测设备接收，检测人员根据接收到的超声波特征信息，对试件的性能进行评估，对其内部是否存在缺陷做出准确判断，具有适用性强、穿透力强、定位准确、灵敏度高、成本低廉等优势，不过其在应用中采用的是穿透测试的方法，需要构建两个相对的测试面，因此难以在路面、墙体、护坡以及衬砌结

4、构中得到有效应用，缺陷的位罝和形状会在一定程度上影响检测的结果［1］。其次是雷达检测，其基本原理是依照雷达波在混凝土中传播的速度受介质介电常数影响，如果遇到缺陷等介电常数变化相对加大的FI标，雷达波会出现发射或者散射的情况，依照接收到的反射波形以及传输时间内，能够准确判断混凝土内部状况。雷达检测法采用的是单面检测模式，结果呈现出断面图，检测速度快且成果直观。但是，混凝土雷达仪的雷达虽然具备较高的分辨率，但是穿透能力不足，无法穿透金属，也就无法实现对钢筋结构下混凝土缺陷的冇效检测，加上以进口为主的设备来源使得检测成本偏高。然后是声发射检测，声发射指应力松弛过程中释放的以应力波形式传播的应

5、变能，受荷载影响，混凝土结构会发生形变，若形变超出本身弹性极限，则会引发开裂问题，释放应变能，形式包括光能、声能、热能等。可以在混凝土表面设置发射传感器，通过对不同位置接收声能到达的吋间差，可以对卢发射源也就是缺陷的位置进行准确判断，帮助技术人员了解混凝土结构的内部状况。不过，声发射信号容易受到噪音的干扰，测试精度难以保证［2］。最后是冲击回波检测，基木原理是利用专业仪器设备，向物体表面发送周期较短的应力脉冲波，压缩波在物体内部传输，遇到无法穿透的缺陷会反射，遇到表面边界同样会反射，在波速确定的情况，配合单面测试，能够得到缺陷的具体位置和深度，具有直观、快速、方便等优势，在单面结构中有

6、着良好的适用性。同样，单点检测的方式导致其检测结果不够全面，无法对构件缺陷进行全面反映。第2章:红外热像检测技术2.1检测技术简述红外热像检测技术指利用红外热像仪针对物体不同部位辐射的红外线进行测量，依照温度分布构件红外热像图，从而实现对材料和结构内部缺陷的有效检测。红外热像检测技术属于一种非接触无损检测技术，可以通过连续扫描的方式进行检测，因此也称红外扫描检测技术。红外热像检测技术冇着非常显著的特征,首先，从理论上，探测器焦距最小为20cm,最大无上限，可以实现非接触广视域的无损检测；其次，探测器只会对红外线产生相应，无论是白天还是晚上都能够正常工作；然后，红外热像仪能够测量的温度发

7、展在-5CTC〜2000°C,因此适用范围相当广泛；最后，红外热像检测技术适用于静态目标和动态目标的常规检测与跟踪检测，能够保证良好的检测效果［3］。2.2原理及影响因素2.2.1原理热辐射是电磁波传递热能的一种方式，任何温度超过绝对零度的物体内部会持续激发电磁波，产生交变电磁场，将热能转换为电磁波。物体温度与内部电子的激动程度呈正比，其热辐射是由面而发，向平面上半球体的所冇方向发射，物体法向辐射功率与同等温度黑体的法向辐射功能比称为辐射率，这