【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及混凝土高溫測(cè)試，尤其涉及一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、混凝土在道路施工、房屋建筑等領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，其在高溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)對(duì)其實(shí)際應(yīng)用也至關(guān)重要。混凝土在高溫條件下可能會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)化損傷等現(xiàn)象，這些變化可能導(dǎo)致安全隱患。因此，對(duì)混凝土在高溫條件下的結(jié)構(gòu)化損傷進(jìn)行準(zhǔn)確而全面的測(cè)試和分析，對(duì)于確保其安全可靠地應(yīng)用具有重要意義。
2、目前的混凝土高溫測(cè)試技術(shù)通常采用如熱處理試驗(yàn)、熱震試驗(yàn)等方法，這類方法雖然可達(dá)到混凝土的結(jié)構(gòu)化損傷的目的，但需要大量的時(shí)間和人力資源，智能化程度有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法及系統(tǒng)，其主要目的在于提高混凝土結(jié)構(gòu)損傷測(cè)試的智能化程度，減少時(shí)間和人力資源的過(guò)度消耗。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供的一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，包括：
3、接收損傷可視化指令，根據(jù)所述損傷可視化指令啟動(dòng)混凝土測(cè)試裝置，其中，混凝土測(cè)試裝置由混凝土固定單元、數(shù)據(jù)采集單元、表面摩擦單元及高溫測(cè)試單元組成；
4、獲取待測(cè)混凝土，將待測(cè)混凝土固定至混凝土固定單元，當(dāng)完成固定操作后同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集單元的監(jiān)控設(shè)備；
5、利用監(jiān)控設(shè)備拍攝待測(cè)混凝土得到原始混凝土圖，并將原始混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元后，設(shè)定表面摩擦單元的時(shí)間和力度，對(duì)待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦，得到摩擦混凝土；
6、利
7、利用激光發(fā)生器發(fā)射激光至摩擦混凝土，得到高溫混凝土，利用監(jiān)控設(shè)備拍攝高溫混凝土得到高溫混凝土圖；
8、當(dāng)完成高溫混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元后，利用氣流發(fā)生器生成氣流至混凝土固定單元，并利用監(jiān)控設(shè)備拍攝具有氣流影響的高溫混凝土得到氣流混凝土圖；
9、將原始混凝土圖、摩擦混凝土圖、高溫混凝土圖和氣流混凝土圖作為預(yù)先構(gòu)建的表面檢測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)，利用表面檢測(cè)模型得到表面損傷度，其中，表面檢測(cè)模型由卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)構(gòu)建得到。
10、可選地，所述將待測(cè)混凝土固定至混凝土固定單元，包括：
11、啟動(dòng)混凝土固定單元的固定器，其中，固定器由一對(duì)方形片組成，且方形片左右平行且正對(duì)；
12、利用固定器將待測(cè)混凝土固定，其中，一片方形片與待測(cè)混凝土的左端接觸，另一片方形片與待測(cè)混凝土的右端接觸，使得待測(cè)混凝土平行于水平面；
13、啟動(dòng)混凝土固定單元內(nèi)的旋轉(zhuǎn)器，其中，旋轉(zhuǎn)器與固定器相連；
14、利用旋轉(zhuǎn)器帶動(dòng)固定器內(nèi)的待測(cè)混凝土執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作，當(dāng)待測(cè)混凝土在執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作時(shí)依然保持與水平面平行時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)器的工作，完成待測(cè)混凝土的固定操作。
15、可選地，所述設(shè)定表面摩擦單元的時(shí)間和力度，對(duì)待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦，得到摩擦混凝土，包括：
16、接收對(duì)所述待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦的時(shí)間ti和力度f(wàn)i，其中，ti表示對(duì)第i組待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦的時(shí)間，fi表示對(duì)第i組待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦的力度；
17、設(shè)置摩擦棒與待測(cè)混凝土的接觸閾值，根據(jù)所述接觸閾值、時(shí)間ti和力度f(wàn)i，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度v；
18、啟動(dòng)表面摩擦單元的摩擦棒，其中，表面摩擦單元位于混凝土固定單元內(nèi)，且摩擦棒的長(zhǎng)度小于待測(cè)混凝土的長(zhǎng)度；
19、將摩擦棒表面與待測(cè)混凝土表面執(zhí)行接觸操作，其中，接觸力度為所述力度f(wàn)i；
20、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)器，其中，旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度為所述v，利用旋轉(zhuǎn)器帶動(dòng)固定器內(nèi)的待測(cè)混凝土執(zhí)行旋轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)時(shí)與摩擦棒執(zhí)行接觸，當(dāng)摩擦棒與待測(cè)混凝土接觸時(shí)立刻分開(kāi)摩擦棒，并完成一次接觸計(jì)數(shù)；
21、直至接觸計(jì)數(shù)大于等于接觸閾值，且當(dāng)旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)時(shí)間與時(shí)間ti相同時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)器的工作，完成對(duì)待測(cè)混凝土的表面摩擦操作，得到摩擦混凝土。
22、可選地，所述根據(jù)所述接觸閾值、時(shí)間ti和力度f(wàn)i，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度v，包括：
23、
24、其中，v表示旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度，n表示所述接觸閾值，fj表示摩擦棒與待測(cè)混凝土在第j次接觸時(shí)的接觸力度，且fj需小于或等于fi，tj表示摩擦棒與待測(cè)混凝土在第j次接觸時(shí)的接觸時(shí)間，且tj需小于等于表示取整操作，α為計(jì)算旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度v的權(quán)重因子。
25、可選地，所述利用監(jiān)控設(shè)備拍攝摩擦混凝土得到摩擦混凝土圖，并將摩擦混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元，包括：
26、利用監(jiān)控設(shè)備拍攝摩擦混凝土，得到第一張摩擦混凝土圖；
27、再次啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)器，其中，旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度小于所述旋轉(zhuǎn)速度v；
28、利用監(jiān)控設(shè)備拍攝固定器中摩擦混凝土的多個(gè)表面，得到第二張、第三張、…、第m張摩擦混凝土圖；
29、匯總并壓縮第一張、第二張、第三張、…、第m張摩擦混凝土圖得到壓縮混凝土圖；
30、將壓縮混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元。
31、可選地，所述利用激光發(fā)生器發(fā)射激光至摩擦混凝土，得到高溫混凝土，包括：
32、測(cè)量摩擦混凝土的長(zhǎng)度，得到混凝土長(zhǎng)度；
33、基于混凝土長(zhǎng)度計(jì)算得到激光照射區(qū)域；
34、接收測(cè)試功率和測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，啟動(dòng)激光發(fā)生器發(fā)射激光，其中，發(fā)射激光的功率為所述測(cè)試功率；
35、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)器，其中，旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度與執(zhí)行摩擦操作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度相同，利用旋轉(zhuǎn)器帶動(dòng)固定器內(nèi)的待測(cè)混凝土執(zhí)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，將發(fā)射激光照射至摩擦混凝土；
36、直至照射時(shí)間等于測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，停止激光發(fā)生器工作，得到所述高溫混凝土。
37、可選地，所述基于混凝土長(zhǎng)度計(jì)算得到激光照射區(qū)域，包括：
38、以激光發(fā)生器和摩擦混凝土的所在平面建立平面直角坐標(biāo)系，其中，激光發(fā)生器為坐標(biāo)系原點(diǎn)；
39、基于建立的平面直角坐標(biāo)系，計(jì)算激光發(fā)生器與摩擦混凝土的距離，得到激光距離；
40、利用激光距離和混凝土長(zhǎng)度計(jì)算得到激光發(fā)生器照射至摩擦混凝土最左端和最右端的最遠(yuǎn)距離；
41、根據(jù)最遠(yuǎn)距離計(jì)算得到激光照射區(qū)域。
42、可選地，所述根據(jù)最遠(yuǎn)距離計(jì)算得到激光照射區(qū)域，包括：
43、計(jì)算摩擦混凝土的最左端和最右端距離y軸的長(zhǎng)度，分別得到最左端y值和最右端y值；
44、確定最左端y值、最左端和最右端的最遠(yuǎn)距離、最右端y值所圍成的區(qū)域即為所述激光照射區(qū)域。
45、可選地，所述利用氣流發(fā)生器生成氣流至混凝土固定單元，并利用監(jiān)控設(shè)備拍攝具有氣流影響的高溫混凝土得到氣流混凝土圖，包括：
46、設(shè)定氣流發(fā)生器所產(chǎn)生氣流的氧氣空氣比，以及所產(chǎn)生氣流的氣流強(qiáng)度；
47、基于所述氧氣空氣比和氣流強(qiáng)度產(chǎn)生模擬氣流，并將模擬氣流傳入至混凝土本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述將待測(cè)混凝土固定至混凝土固定單元，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述設(shè)定表面摩擦單元的時(shí)間和力度，對(duì)待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦，得到摩擦混凝土，包括：
4.如權(quán)利要求3所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述接觸閾值、時(shí)間ti和力度f(wàn)i，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度v，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述利用監(jiān)控設(shè)備拍攝摩擦混凝土得到摩擦混凝土圖，并將摩擦混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述利用激光發(fā)生器發(fā)射激光至摩擦混凝土，得到高溫混凝土，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在
8.如權(quán)利要求7所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述根據(jù)最遠(yuǎn)距離計(jì)算得到激光照射區(qū)域，包括：
9.如權(quán)利要求8所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述利用氣流發(fā)生器生成氣流至混凝土固定單元，并利用監(jiān)控設(shè)備拍攝具有氣流影響的高溫混凝土得到氣流混凝土圖，包括：
10.一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述將待測(cè)混凝土固定至混凝土固定單元，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述設(shè)定表面摩擦單元的時(shí)間和力度，對(duì)待測(cè)混凝土執(zhí)行表面摩擦，得到摩擦混凝土，包括：
4.如權(quán)利要求3所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述接觸閾值、時(shí)間ti和力度f(wàn)i，計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)速度v，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的基于嵌入式傳感技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)損傷可視化方法，其特征在于，所述利用監(jiān)控設(shè)備拍攝摩擦混凝土得到摩擦混凝土圖，并將摩擦混凝土圖回傳至數(shù)據(jù)采集單元，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：向順成，袁鳴，高英力，張濤，朱成，張磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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