申请/专利权人：广西交科集团有限公司

申请日：2020-10-14

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112285212B

主分类号：G01N29/07

分类号：G01N29/07;G01N29/22;G01N3/52;G01N3/02;H04W4/38;H04W84/18;G08C23/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.02.23#实质审查的生效;2021.01.29#公开

摘要：本发明提供一种基于超声回弹法检测混凝土强度的系统和方法，包括标定仪器和测量仪器，标定仪器用于标定混凝土目标测量区域中的检测点；测量仪器用于设置在检测点中采集相应的超声波检测数据和回弹检测数据，并根据获取的检测数据计算混凝土强度。本发明能够有助于在超声回弹法中准确、方便地标定检测点，有效地降低人工成本和提高可靠性。

主权项：1.一种基于超声回弹法检测混凝土强度的系统的方法，其特征在于，所述基于超声回弹法检测混凝土强度的系统包括：标定仪器和测量仪器；其中标定仪器包括正方形底盘，正方形底盘为由四条边材拼接而成的正方形边框，正方形边框四边的外边缘上设置有至少两个第一半圆形缺口，所述至少两个第一半圆形缺口等间距分布；其中正方形边框相对的两条边上的第一半圆形缺口对应设置；其中第一半圆形缺口用于标定回弹检测区域；正方形边框的一组对角上分别设置有拼接立杆，拼接立杆上设置有握杆，握杆横跨正方形边框的该组对角，且握杆的两端分别延伸至正方形边框的区域外；握杆的两端分别通过连接杆与标定片连接，握杆两端的标定片互相平行且与握杆于水平面的投影垂直；正方形边框位于两个标定片的内侧，标定片的水平高度与正方形边框一致；标定片的外侧上设置有至少两个第二半圆形缺口，所述至少两个第二半圆形缺口等间距分布，两个标定片上的第二半圆形缺口相对应设置；其中第二半圆形缺口用于标定超声检测区域；测量仪器包括超声波测量仪、混凝土回弹仪和计算仪器，超声波测量仪用于测量目标混凝土区域的超声波数据，混凝土回弹仪用于测量目标混凝土区域的回弹值；计算仪器用于根据获取的超声波数据计算超声波声速值，并根据获取的超声波声速值和回弹值计算目标区域的混凝土强度；所述超声波检测仪包括超声波传感器，超声波传感器用于采集目标混凝土区域的超声波数据，并将采集到的超声波数据发送到所述计算仪器；所述混凝土回弹仪包括回弹传感器，回弹传感器用于获取回弹值数据，并将采集到的回弹值发送到所述计算仪器；所述方法包括如下步骤：将所述标定仪器放在需要检测的所述目标混凝土区域上，并通过所述握杆保持标定仪器的稳定；采用粉笔沿着所述正方形边框的四边在目标混凝土区域上画一圈标定回弹检测区域，由于正方形边框上的所述第一半圆形缺口的存在，粉笔经过第一半圆形缺口时形成的回弹检测区域的划分点；采用粉笔分别沿着两个所述标定片的外侧在目标混凝土区域上画线，由于标定片上所述第二半圆形缺口的存在，粉笔经过第二半圆形缺口时标定超声波检测点；取走标定仪器，并将各回弹检测区域的划分点分别相连，其中连接线相交的位置形成回弹检测点；采用所述超声检测仪测量各超声波检测点的超声波数据并传输到所述计算仪器；采用所述混凝土回弹仪测量各回弹检测点的回弹值并传输到所述计算仪器；通过计算仪器根据获取的超声波数据计算超声波声速值，并根据获取的超声波声速值和回弹值计算目标区域的混凝土强度；该方法还包括：在各所述超声波检测点中分别设置所述超声波传感器，实现采集超声波数据并通过无线网络发送到所述计算仪器；在各所述回弹检测点中设置所述回弹传感器，实现采集回弹值数据并通过无线网络发送到所述计算仪器；所述方法还包括：各所述超声波传感器和各所述回弹传感器组成无线传感器网络，将各超声波传感器和各回弹传感器分别表示为无线传感器网络中的采集节点，其中采集节点中包含有一个汇聚节点，在无线传感器网络中，各采集节点将自身采集的数据发送到该汇聚节点由该汇聚节点将自身采集的数据以及其他采集节点传输的数据发送到所述计算仪器；所述方法还包括：当各所述超声波传感器和各所述回弹传感器设置在相应的所述超声波检测点和所述回弹检测点后，控制无线传感器网络中的采集节点推选出汇聚节点；其中推选汇聚节点包括：在各采集节点完成设置在对应的检测点后，采集节点向其自身的邻域节点广播自身的节点状态信息；并接收由邻域节点发送的邻域节点的节点状态信息；其中节点状态信息包括采集节点的剩余能量信息和信息发送时间戳信息；采集节点根据接收到邻域节点的节点状态信息计算自身的汇聚评分值，其中采用的汇聚评分值计算函数为： 式中，P表示采集节点的汇聚评分值，E0表示该采集节点的剩余能量百分比，表示该汇聚节点的邻域节点的剩余能量百分比均值，其根据接收到的邻域节点的状态信息进行统计所得；表示该采集节点与其邻域节点之间的通信延迟平均值，其中通信延迟由该邻域节点的节点状态信息的发出时间和该采集节点的接收时间的时间差计算所得；表示该采集节点与其邻域节点之间的通信延迟中的第二最大值；ty表示设定的通信延迟标准值；N0表示该采集节点接收到其邻域节点状态信息的数量；A0表示节点类型参数，其中当采集节点为超声波传感器时，A0＝a，当采集节点为回弹传感器时，A0＝b；a、b为设定的数值，其中a≤b；ωE、ωt、ωN、ωA分别表示能量、延时、数量、类型参量比重调节因子，用于归一化以及平衡各参量的比重；采集节点将自身的汇聚评分值信息广播至无线传感器网络中的其它采集节点，并推选出汇聚评分值最大的采集节点作为汇聚节点；当采集节点接收到由其他采集节点广播的其它采集节点的汇聚评分值信息后，其将自身的汇聚评分值与其他节点的汇聚评分值进行比对，当自身的汇聚评分值小于下列判定条件时，采集节点发出警报信息；其中该判定条件为：P00.7×0.6×Pδ-m+0.4×Pδ-s2式中，P0表示采集节点自身的汇聚评分值，Pδ-m表示其他采集节点的汇聚评分值平均值；Pδ-s2表示其他采集节点的汇聚评分值的第二最小值。

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