[发明专利]一种用于混凝土浇筑过程质量在线监控的成像系统和方法

权利要求书

1.一种用于混凝土浇筑过程质量在线监控的实时成像系统，其特征在于,所述系统包括：

数据采集装置，包括料筒，所述料筒与混凝土浇筑导管连接，满足浇筑过程中浇筑混凝土持续进出并充满料筒；所述料筒的外壁沿周向固定分布有一圈敏感电极阵列，使用激励测量模式将物场均匀性分布信息变换为电信号；所述料筒的直径在不超过钢筋笼尺寸的基础上，尽可能大，以保证检测截面足够大；

数据处理及成像装置，用于根据数据采集装置输出的电信号，利用线性反投影算法实时对介质分布情况重建成像，在线监控并识别杂质混入桩墙结构体情况的图像，从而确定混入杂质的位置及混入程度；

所述料筒采用上下无底的圆柱体吊筒结构形式，通过锁链与浇筑导管柔性连接，掉挂于所述浇筑导管出料口下端，在浇筑过程中随浇筑导管不断上移。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土浇筑过程质量在线监控的实时成像系统，其特征在于：

所述敏感电极阵列采用一体化焊接黄铜电极，采用相邻激励测量模式，将激励电流施加在敏感电极阵列上，通过测量敏感电极阵列上不同电极对的边界电压，获取用于图像重建的敏感场信息。

3.根据权利要求1所述的用于混凝土浇筑过程质量在线监控的实时成像系统，其特征在于：

所述数据处理及成像装置包括数据处理单元和成像处理终端，所述数据采集装置输出的电信号为电压信号，通过数据传输线将电压信号发送给所述数据处理单元，所述数据处理单元对电压信号进行调理后通过数据传输线传输到成像处理终端。

4.根据权利要求3所述的用于混凝土浇筑过程质量在线监控的实时成像系统，其特征在于：

所述数据传输线采用耐磨铠甲屏蔽线，其中用于连接数据处理单元和数据采集装置的传输线，通过可拆卸卡扣固定于浇筑导管外侧上。

5.一种混凝土浇筑过程质量精准测试的方法，其特征在于，应用权利要求3所述的实时成像系统，所述方法包括：

步骤一，基于所述数据采集装置，测量并区分浇筑体与杂质体的电阻率分布情况，并根据不同杂质体与浇筑体的电阻率分布，确定所述成像系统相应的基准标定值；

步骤二，在混凝土浇筑过程中，浇筑混凝土持续进出并充满料筒，通过所述数据采集装置实时采集电信号数据，并根据所述基准标定值，利用线性反投影算法实时对介质分布情况重建成像，在线监控并识别杂质混入桩墙结构体情况的图像，从而确定混入杂质的位置及混入程度；

步骤三，浇筑完成后，根据所述采集装置采集到的数据，进行离线反演成像，查看构件完整浇筑情况，为浇筑质量评价提供依据。

6.根据权利要求5所述的混凝土浇筑过程质量精准测试的方法，其特征在于，所述步骤二还包括：

将数据采集装置实时采集到的电信号数据保存到一个TXT文件里，所述TXT文件里的数据提供给所述步骤三反演成像使用。

7.根据权利要求6所述的混凝土浇筑过程质量精准测试的方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：

在浇筑结束后，通过MATLAB程序读取所述TXT文件里的数据，并对所有被测数据反演成像，使得可以通过MATLAB程序，重现并离线查看浇筑过程中所述成像处理终端所有历史成像图案，为浇筑质量评价提供依据。

8.根据权利要求5所述的混凝土浇筑过程质量精准测试的方法，其特征在于：

步骤一中所述的浇筑体是流态混凝土，所述杂质体包括：粘土泥浆、膨润土泥浆、水泥砂浆；所述粘土泥浆杂质对应于拔管过快导致泥浆混入的实际工况、膨润土泥浆杂质对应于孔壁塌陷造成杂质混入的实际工况、水泥砂浆对应于混凝土骨料与浆体分离造成杂质混入的实际工况。

9.根据权利要求5所述的混凝土浇筑过程质量精准测试的方法，其特征在于，在所述步骤二之前还包括：

通过锁链将料筒与浇筑导管柔性连接时，通过试验确定浇筑速度、锁链连接导管出料口距离和锁链材料，以达到浇筑过程中混凝土充满料筒且不堵塞出料口的目的。