[发明专利]一种隧道衬砌浅层潜在剥落剥离红外探测装置

说明书

本发明涉及一种隧道衬砌浅层潜在剥落剥离红外探测装置，包括车载移动平台，还包括红外镜头、红外探测器、电子信号处理系统和数据处理系统，红外镜头、红外探测器、电子信号处理系统和数据处理系统均设于车载移动平台上，且红外镜头、红外探测器和电子信号处理系统；红外镜头采集外界传入的红外辐射并使之聚焦于红外探测器上，红外探测器将红外辐射转换为电信号，数据处理系统基于放大后的电信号得到热像图并进行预处理，并提取潜在剥落剥离的关键几何特征信息。与现有技术相比，本发明可以有效应对隧道内复杂的检测环境，提升了浅层潜在剥落剥离的识别精度，使得识别结果更加直观。

技术领域

本发明涉及一种剥落剥离红外探测装置，尤其是涉及一种隧道衬砌浅层潜在剥落剥离红外探测装置。

背景技术

我国现已成为世界上隧道和地下工程最多，隧道结构最复杂，隧道建设发展速度最快的国家。尽管我国已在公路隧道建设领域积累了丰富的经验，但隧道建设在勘测、设计和施工等方面都存在着大量的不确定性和不成熟性，这致使许多隧道在刚竣工投入运营不久就出现不同程度的病害。

病害缺陷的存在会使得混凝土结构的承载能力大幅度下降，如得不到及时处理，势必会影响混凝土结构物的安全性和耐久性。隧道浅层隐蔽空隙的存在不仅改变了衬砌的受力状态，成为衬砌结构受力薄弱处，同时，在车辆振动荷载等外部荷载作用下会进一步扩张发展，严重影响衬砌表层混凝土结构的完整性，导致衬砌浅表混凝土剥离剥落的风险增大，影响行车安全。而浅层隐蔽空隙往往无法通过肉眼直接观察到，常规的表观检测方法不能对其进行精确的识别；红外技术的应用为隧道衬砌浅层潜在剥落剥离的检测提供了新的方法。

物体都会由于自身的分子热运动而产生不同程度的辐射红外线。接收物体自身发射或表面反射其他物辐射的能量，并转换成电信号，将经处理后的电信号通过显示系统将热像图显示出来，通过热像图就可以读取物体表面的温度分布。热像仪记录的是物体表面温度的相对温差，一般颜色越浅表示温度越高，颜色越深表示温度越低。红外热成像系统实际上就是一个测温系统，它通过物体的红外辐射能量与温度之间的对应关系来测量物体表面的温度，最后采用不同的颜色与不同的温度相对应，将物体表面的温度分布用人眼可识别的颜色图形显示出来。

混凝土在材料老化、钢筋锈蚀等情况下，浅表层会出现内部空洞并导致混凝土剥离，其导热性能会有所下降。在外部热源的作用下，损伤部位的表面温度分布与完好部位或周边混凝土的会有所差异，因此，红外热像技术可有效检测出混凝土的受损部位。

目前隧道衬砌病害无损检测领域已有了多种检测方法，专利CN108318488A“一种地铁隧道病害检测装置及检测方法”提出了一种地铁隧道病害检测装置及检测方法，其中地铁隧道病害检测装置包括隧道平板机车、控制操作集成装置、图像获取装置和辅助光源组成；专利CN203925583U“地铁盾构隧道病害快速高精度检测设备”提出了一种涉及盾构隧道病害的检测设备，具体为地铁盾构隧道病害快速高精度检测设备，包括行走装置、控制装置和图像采集装置；专利CN102346153A“一种隧道病害的检测方法”公开了一种隧道病害的检测方法，其包括通过摄像系统获取隧道结构的图像；将采集的图像去噪声后直接识别出图像上的结构轮廓，在已识别出结构轮廓的基础上进行2次图像识别，识别出隧道中的病害现象，上述方法主要用于隧道表观病害，例如裂缝、渗漏水的探测，对于衬砌浅层隐蔽空隙可能导致的剥落剥离探测并不适用。

常用的图像识别检测方法，对于隧道浅层潜在的剥落剥离探测并不适用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隧道衬砌浅层潜在剥落剥离红外探测装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种隧道衬砌浅层潜在剥落剥离红外探测装置，包括车载移动平台，还包括红外镜头、红外探测器、电子信号处理系统和数据处理系统，所述红外镜头、红外探测器、电子信号处理系统和数据处理系统均设于车载移动平台上，且所述红外镜头、红外探测器和电子信号处理系统；