1.一种利用激光热成像的混凝土裂缝识别与宽度量化方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:建立对混凝土检测平台,包括定频激光发生器、红外热像仪和图像处理装置,所述红外热像仪与所述图像处理装置连接;
步骤二:使用红外热像仪对待检测混凝土的墙面进行红外录像,使用定频激光发生器对待检测混凝土的墙面进行加热,得到混凝土表面热像序列图;
得到混凝土表面热像序列图的具体过程如下:操作定频激光发生器上的控制单元调制激光的光功率为6W,按照水平等速1cm/s移动,每次等间距为1cm的方式移动定频激光发生器,每次等间距移动后,停留2min;
移动过程中,保持定频激光发生器与被测混凝土距离不变,距离为50cm,将红外热像仪固定于待测混凝土墙面的中心位置,距离被测混凝土60cm,检测过程中,红外热像仪位置不变,从定频激光发生器开始加热,打开红外热像仪的录像功能,捕捉并记录混凝土表面温度场,形成混凝土表面热像序列图;
步骤三:使用图像处理装置对混凝土表面热像序列图进行处理,建立混凝土表面裂缝宽度‑温度量化模型,对混凝土缺陷处进行识别和量化;
使用图像处理装置对混凝土表面热像序列图进行处理的过程如下:提取红外热像图序列中每个像素点 的温度序列值 ,然后对 进行傅里叶变换:;
上式中,为红外热像图数目, 为采样时间间隔,k为图像序列号,表示频率的增加量,为虚部单位, 和 分别为实部和虚部;
傅里叶变换后幅值 和相位 计算如下:
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使用N个数据得到N个独立频率,经快速傅里叶变换后,得到相位曲线,相位曲线的分辨率和频率成分如下:;
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上式中, 为分辨率, 为采样频率,N为采样帧数, 为时间间隔;
建立混凝土表面裂缝宽度‑温度量化模型的过程如下:激光光斑中心点到已知宽度裂缝的距离设置为d,在裂缝两侧的温度场产生了差异,分别选择距离中心点为m的左右两点,m要大于d,两点对应的温度分别为T1和T2,两点的温度差为ΔT,ΔT的公式如下:ΔT=T1‑T2
在预设宽度裂缝的试件模型上,不断调整d,m,通过获取温度场,建立ΔT与裂缝宽度的关系。