一种钢结构无损检测装置及其使用方法与流程

本技术涉及钢结构检测，更具体地说，涉及一种钢结构无损检测装置及其使用方法。

背景技术：

1、钢结构房屋具有搭建方便，强度高的特点，其钢结构梁作为支撑部件，随着使用时间的增加，可能会因为局部湿度较大造成腐蚀，以及梁的中部称重弯曲现象，因此，使用年限增加后需要对其进行表面损伤以及弯曲情况进行检测。

2、现有技术公开号为cn115791968a的文献提供一种用于钢结构检测的无损检测仪器，该装置包括支架，所述支架上设有探伤单元，所述支架底部设有第一空腔，所述第一空腔内设有两组第一液压缸，两组所述第一液压缸伸缩方向分别为正前方和正后方并分别贯穿支架的前侧壁和后侧壁，两组所述第一液压缸上对称设有两组转动组件，且每组转动组件的数量与每组第一液压缸的数量相等，两组所述转动组件上对称设有两组咬合轮，两组所述转动组件上对称设有两组咬合状态检测组件。

3、上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：

4、1、仪器通过液压缸进行伸缩，从而便于钢结构进行检测，但是，检测点只能在钢结构的一侧，无法对钢结构的整体表面进行连续全面检测；

5、2、通过仪器检测时，每个部位的检测结果独立，无法统一分析，只能得到当前位置有无损伤，无法对钢结构梁的整体损伤分布以及损伤源头进行分析，并且整体弯曲曲率也难以分析，检测结果不够全面。

6、针对上述中的相关技术中，发明人认为仪器通过液压缸进行伸缩，从而便于钢结构进行检测，但是，检测点只能在钢结构的一侧，无法对钢结构的整体表面进行连续全面检测，通过仪器检测时，每个部位的检测结果独立，无法统一分析，只能得到当前位置有无损伤，无法对钢结构梁的整体损伤分布以及损伤源头进行分析，并且整体弯曲曲率也难以分析，检测结果不够全面。

7、鉴于此，我们提出一种钢结构无损检测装置及其使用方法。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本技术的目的在于提供一种钢结构无损检测装置及其使用方法，解决了上述背景技术中的仪器通过液压缸进行伸缩，从而便于钢结构进行检测，但是，检测点只能在钢结构的一侧，无法对钢结构的整体表面进行连续全面检测，通过仪器检测时，每个部位的检测结果独立，无法统一分析，只能得到当前位置有无损伤，无法对钢结构梁的整体损伤分布以及损伤源头进行分析，并且整体弯曲曲率也难以分析，检测结果不够全面的技术问题，实现了技术效果。

3、2.技术方案

4、本技术技术方案提供了一种钢结构无损检测装置，包含：

5、采集模块，所述采集模块用于对钢结构进行全面连续的表面数据采集；

6、处理模块，所述处理模块用于对采集的数据进行处理，并构建钢结构三维模型；

7、分析模块，所述分析模块用于对处理后的数据进行分析，确定钢结构的表面损伤程度并在三维模型中标记损伤位置和范围，结合单点损伤以及整体损伤分布得到检测分析报告；

8、通讯模块，所述通讯模块用于各模块间的数据传输以及远程通讯；

9、存储模块，所述存储模块用于数据存储以及分析依据的大数据进行存储；

10、中央处理器，所述中央处理器用于协调上述模块进行工作，用于数据调用命令在其权限内的各数据库内调用相应的数据，并将这些控制命令发送到对应的模块。

11、通过上述方案，通过采集模块对钢结构梁进行整体的表面视频采集，通过处理模块对视频数据进行处理，并建立钢结构梁的三维模型，通过分析模块对视频数据提取的图像进行对比分析，得到各点的损伤结果，并在三维模型上进行分布显示，从而既得到局部检测结果，也能整体分析损伤分布，探索损伤源以及弯曲曲率，检测更加全面准确。

12、可选的，所述采集模块包括行走单元、扫描单元和探测单元，所述行走单元用于采集模块在沿钢结构进行行走；所述扫描单元用于探测单元在行走单元沿钢结构长度方向进行行走时，带动探测单元对钢结构轴向进行全面扫描探测，得到钢结构表面视频数据。

13、通过上述方案，通过行走单元沿钢结构梁长度方向行走，扫描单元同步带动探测单元对钢结构梁侧面进行视频扫描，从而对钢结构梁整体进行视频数据采集。

14、可选的，所述行走单元包括安装框，所述安装框设有两对，每对所述安装框的底部相互铰接，且每对所述安装框的顶面通过连接板和螺栓连接，两对所述安装框的侧壁间固定安装有连杆，所述连杆上安装有扫描单元，所述安装框的顶部和底部均开有调节槽，所述调节槽内滑动卡接有挂杆，所述挂杆靠近钢结构的一端均固定安装有安装板，所述安装板的外壁均固定安装有行走马达，所述行走马达的输出轴贯穿安装板并固定安装有行走轮，所述行走轮滑动贴合钢结构的侧部，所述调节槽处的安装框上开有止动槽，所述挂杆上螺纹安装有两个锁定螺母，两个所述锁定螺母分别卡接在止动槽的顶部和底部，所述行走轮和锁定螺母均为成t型圆柱结构，所述止动槽的直径大于调节槽的宽度，所述锁定螺母的小径端直径等于止动槽的直径，多个所述行走马达的转速相同。

15、通过上述方案，安装框顶部螺栓拆下，则两组安装框通过底部铰链转动打开，将安装框包围在钢结构梁外侧，安装框转动闭合，并将顶部螺栓锁紧，将锁定螺母拧出止动槽，调节挂杆的位置，使得行走轮贴合在钢结构梁的边缘，然后将锁定螺母拧紧卡接在止动槽内，从而使得安装框稳定在钢结构梁上，行走马达带动行走轮转动，从而沿钢结构梁长度方向移动。

16、可选的，所述扫描单元包括弧形轨，两个所述连杆的内侧均固定安装有弧形轨，所述弧形轨上滑动卡接有安装架，所述弧形轨的两端均开有限位槽，所述安装架的两端均转动卡接有两个限位轮，所述限位轮滑动卡接在限位槽内，所述安装架的一端外壁固定安装有扫描马达，所述扫描马达的输出轴上固定套接有齿轮，所述弧形轨的弧形内壁上固定安装有齿环，所述齿轮啮合齿环，所述安装架远离弧形轨的一侧固定安装有探测单元，两个所述弧形轨为轴线重合的弧形结构，且每个弧形轨的圆心角大于180°，所述限位槽为轴线和弧形轨重合的弧形结构，所述探测单元为高清摄像头，且高清摄像头为广角摄像头，所述高清摄像头周围的安装架上安装有多个补光灯，所述弧形轨与安装架间安装有角度传感器。

17、通过上述方案，行走的同时，扫描马达带动齿轮转动，齿轮沿齿环滚动，从而使得安装架通过限位轮沿限位槽移动，则高清摄像头对钢结构梁的侧部进行弧形上下扫描，并且安装架从限位槽一端移动到另一端的时间段内，行走轮的行走距离小于高清摄像头的广角采集宽度，两个高清摄像头进行上下扫描结合行走轮的移动，对钢结构梁表面进行连续全面的视频数据采集，并通过通讯模块传输至中央处理器。

18、可选的，所述处理模块包括分帧单元、定位单元和建模单元，所述分帧单元用于对采集的连续视频数据进行进行逐帧关键帧提取，并根据关键帧对视频画面进行截取，得到当前帧所对应的高清图像；定位单元，用于将视频各帧时间与对应的高清摄像头所在位置进行一一对应；建模单元，所述建模单元用于将视频数据、关键帧所对应的高清图像按照定位单元的定位，将图像和影像进行立体重建，根据处理器的三维实景模型生成模块，对高清图像按照定位进行纹理映射，生成三维模型。

19、可选的，所述分析模块包括自动分析单元和专家复检单元，所述自动分析单元用于对构建的三维模型进行曲率自动计算，并对提取的高清图像进行放大以及和数据库定级的损伤图像进行对比分析，得到钢结构各点损伤程度并在三维模型上标识，自动生成钢结构各点损伤程度报告、整体曲率变形报告以及整体损伤分布报告；所述专家复检单元用于对自动分析单元分析的报告进行抽检，以及对自动分析单元无法对比分析得到结果的部分进行讨论分析，得到最终分析结果。

20、本技术还公开了前述一种钢结构无损检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

21、s1、将采集模块安装到钢结构梁上，通过采集模块对钢结构整体进行表面视频数据采集；

22、s11、安装框顶部螺栓拆下，则两组安装框通过底部铰链转动打开，将安装框包围在钢结构梁外侧，安装框转动闭合，并将顶部螺栓锁紧，使得两个弧形轨包围在钢结构梁外侧；

23、s12、将锁定螺母拧出止动槽，调节挂杆的位置，使得行走轮贴合在钢结构梁的边缘，然后将锁定螺母拧紧卡接在止动槽内，从而使得安装框稳定在钢结构梁上，并使得钢结构梁位于弧形轨的轴线位置，行走马达带动行走轮转动，从而沿钢结构梁长度方向移动；

24、s13、行走的同时，扫描马达带动齿轮转动，齿轮沿齿环滚动，从而使得安装架通过限位轮沿限位槽移动，则高清摄像头对钢结构梁的侧部进行弧形上下扫描，并且安装架从限位槽一端移动到另一端的时间段内，行走轮的行走距离小于高清摄像头的广角采集宽度，两个高清摄像头进行上下扫描结合行走轮的移动，对钢结构梁表面进行连续全面的视频数据采集，并通过通讯模块传输至中央处理器；

25、s2、视频数据通过处理模块处理，通过分帧单元对采集的连续视频数据进行进行逐帧关键帧提取，并根据关键帧对视频画面进行截取，得到当前帧所对应的高清图像，并通过定位单元，以高清摄像头安装在钢结构梁上的初始位置为原点，根据行走距离以及角度传感器，将高清图像与对应的坐标进行匹配，然后建模单元将图像和影像进行立体重建，根据处理器的三维实景模型生成模块，对高清图像按照定位进行纹理映射，生成三维模型；

26、s3、分析模块对处理后的数据和模型进行分析，通过自动分析单元对构建的三维模型进行曲率自动计算，得到钢结构梁的弯曲程度，对提取的高清图像进行放大以及和数据库定级的损伤图像进行对比分析，得到钢结构各点损伤程度并在三维模型上标识，自动生成钢结构各点损伤程度报告、整体曲率变形报告以及整体损伤分布报告，既可以对单点位置的损伤进行判断，又可以对整体损伤分布进行分析，得到钢结构梁的损伤分布情况，便于判断损伤源头，自动分析后，专家复检单元对自动分析单元分析的报告进行抽检，以及对自动分析单元无法对比分析得到结果的部分进行讨论分析，得到最终分析结果；

27、s4、对于专家复检单元对于自动分析单元分析结果不同之处，以及自动分析单元缺乏对比数据之处，通过专家分析后，将结果作为反馈数据，存储到存储模块用于后期自动分析单元进行分析对比的参考，通过反馈学习提高自动分析检测的精确度。

28、可选的，步骤d2中，提取关键帧的方法采用基于运动分析的方法，在视频镜头中分析钢结构梁的表面相对运动的运动的光流量,每次选择视频镜头中光流移动次数最少的视频帧作为提取到的关键帧，利用光流法计算视频帧的运动量公式如下：m(k)＝∑∑|lx(i,j,k)|+|ly(i,j,k)|

29、式中，m(k)表示第k帧的运动量，lx(i,j,k)表示第k帧像素点(i,j)处光流x的分量，ly(i,j,k)表示第k帧像素点(i,j)处光流y的分量，计算完成后，取局部最小值作为所要提取的关键帧，计算公式如下所示:m(ki)＝min[m(k)]。

30、3.有益效果

31、本技术技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

32、1.本技术通过行走轮在钢结构梁边缘行走，整体采集模块采用轻质铝材或塑料材质，从而沿钢结构梁进行全面采集时避免损伤钢结构梁表面；

33、2.通过采集模块对钢结构梁进行整体的表面视频采集，通过处理模块对视频数据进行处理，并建立钢结构梁的三维模型，通过分析模块对视频数据提取的图像进行对比分析，得到各点的损伤结果，并在三维模型上进行分布显示，从而既得到局部检测结果，也能整体分析损伤分布，探索损伤源以及弯曲曲率，检测更加全面准确。