⑴ 檢測橋梁應變用什麼儀器測出來的數據比較穩定準確、穩定
檢測橋梁應變用橋梁靜態數據採集儀器測出來的數據比較穩定準確、穩定。
橋梁靜態數據採集通常是用來做狀態監控用的,最常見的還是測應力應變。一般來說,靜態數據採集結構簡單,價格比較便宜,但是對儀器的穩定性,抗溫漂時漂要求比較高。
橋梁檢測的內容
橋梁檢測的內容比較多,從方法上可分為靜載實驗、動載實驗和無損檢測。根據檢查的重要程度不同以及時間間隔的長短,橋梁檢查工作又可分為一般檢查和定期檢查。經常性的檢查是日常工作,以目測為主,配以簡單的工具,可每個月或幾個月一次。定期檢查也叫詳細檢查,可每半年或一兩年進行一次。定期檢查一般要較為詳細地檢查橋梁結構各個部位的使用狀況,對結構損壞部位進行接觸量測、標記、安設檢測儀器的檢查,需要動用特殊的機械設備與測量儀器。從進行時期來看,分為成橋實驗和施工的階段監測控制。橋梁檢測的具體內容是在外觀上對橋梁表面的破損進行評估,以及對橋梁的一些重要參數如變形、撓度、應變、裂縫等進行准確測量。
橋梁性能相關參數的檢測。與橋梁的運營性能有關的參數主要有:靜態參數如變形、撓度、應變、裂縫等;動態參數如固有頻率、振型、動力響應等;材料參數如混凝土強度、均勻性、耐久性等,這些參數都是反映橋梁結構性能的重要參數。從這些參數的數值大小可以基本確定橋梁的狀態以及導致橋梁出現問題的原因,也可以測出這些參數,分析得出結構的強度、剛度及抗裂性能,據此判斷橋梁的承載能力。
對上述三類參數的測定主要對應三種方法:靜載實驗、動載實驗和無損檢測。
靜載實驗是按照預定的實驗目的與實驗方案,將靜止的荷載作用在橋樑上的指定位置,觀測結構的靜力位移、靜力應變、裂縫等參量的實驗項目,然後根據有關規定和規程的指標,判斷橋梁結構在荷載作用下的工作性能及使用能力。
動載實驗是利用某種激振方法激起橋梁結構的振動,測定橋梁結構的固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數等參量的實驗項目,從而判斷橋梁結構的整體剛度、運營性能。
無損檢測是指在不影響結構構件受力性能或其他使用功能的前提下,直接在構件上通過測定某些適當的物理量,從而推定混凝土的強度、均勻性、連續性等一系列性能的檢測方法。該檢測方法主要是檢測混凝土的材料性能,和其他兩種檢測有一定的區別。橋梁無損檢測也有橋梁外觀病害的初步檢查。外觀病害檢查就是用人工肉眼和測量儀器對橋梁整體與局部結構病害進行檢查與量測等,如混凝土構件表面發生的裂縫與空隙、地基基礎的沉降與傾斜、混凝土的強度等級、碳化深度、與耐久性有關的含鹼量和氯離子含量,以及鋼筋的銹蝕狀況等。外觀檢查是針對橋梁的表面病害進行的,其結果的准確程度主要依賴於檢查人員的個人經驗和水平。
⑵ 工程測量中選擇儀器應考慮哪些因素
您好,需注意如下:
工程測量事關重大,而且並不如許多人所想的,手裡操作著個全站儀就是工程測量的全部,測量人員的 水平高低,其實更體現在預見能力和謀劃能力上。
進場後,第一步工作就是聯測導線,此時應該先問清楚,設計院的導線是平面坐標還是高斯坐標。高程的獲得是用什麼方法,是水準還是GPS。
第二步工作一般是復核,補充征地線。設計中往往有改線發生,而中國的國情是,設計院放的征地線有時候
是改線之前的,這在低等級公路,地形復雜的公路尤其多見,而你進場後,設計院一般是不會再來放線了(雖然這並不符合
合同要求,但施工單位是無能為力的)。所以,必須首先和設計院溝通,問清楚設計院
放的征地線是否是最終征地線,如果不是,要問清楚設計院哪些路段是改過的,要設計院提供改線後的征地線和原來征地線的對比圖表。
中國鄉村民情復雜,因為征地糾纏不清,嚴重影響工期的事情比比皆是。第二次,甚至第三次征地放線就關繫到老百姓的征地
補償情況,哪怕只是區區幾百元,一樣可以叫你開不了工。沒有設計院的參照資料,不但測量人員會對自己的放樣成果產生
懷疑,和老百姓也解釋不清。
第三步工作復測地面線。這步工作變化很多。我想說的是,雖然一般要求是施工單位要測地面線,但是測量人員最好不要貿然動手,因為一旦貿然動手,不但意味著辛辛苦苦的大量工作全部白做,甚至意味著工程量的損失,一定要把各種因素權衡好再下決定,一旦動手,全線的地面外業,原地面復測資料,橫斷面繪圖,土石方工程數量表
就必不可少,工作量極大。在工作開展前,我們要綜合考慮這么幾個元素:
1。公路等級,工程量大小。2。業主的實力,業主的意思。3。本單位人員配備情況。4。估算設計院地面線的准確情況。
先看第一個因素-工程量,如果工程量不大,但是線路長,地形又復雜,那麼地面線測量工作量很大,價值卻不大。
再看第二個因素,業主實力,業主的意思:業主如果實力不強,那麼很可能不調整設計方量,換句話說,窮業主你就別
做夢他會補你錢了。業主如果對施工單位關於
超出設計多少百分比才調整方量的咨詢含糊其詞,那麼也希望渺茫,因為這個百分比他也許永遠不會先告訴你。其後果就是,你超出的百分比永遠達不到業主的要求。別受業主和監理的唬弄,他們也許會說的很好聽,說什麼你們只要數據屬實,方量是可以考慮的,其實他們真正的想法是:拿到書面的資料備檔,並避免以後的糾紛,讓施工單位沒話說。哪個
業主不貪婪?誰不會利用自己的強勢地位?
再看第三個因素,人員配備:大型國企可能人員充足,中小企業則人手嚴重不足,搞測量的人辛苦,所以我勸告大家,
無論企業大小,只要是方量不能調整,這步工作走個過場,應付過去就算了。斷面圖可以復印設計院的,稍微改改。
原地面測量結果從設計院圖上量就可以了,然後可以發動施工隊的人一起弄。至於監理,當路線長地形復雜時,我認為大部分監理是不會全程
旁站的,他要旁站,那就先帶他去地形最復雜的,最難爬的地方,搞一二次估計他就在旁邊吹風了。當然,監理也覺得走走過程就行了那
最好。當然,監理那份抽檢資料你得給他弄掉。
第四個因素:估算設計院地面線的准確情況:雖然說盡量要避免無謂的勞動,不過我們還是要考慮設計是否會發生巨大錯誤的。那就是
原地面數據的准確性。一般來說,設計院在填方區的地面還是較為准確的,但是在挖方區,尤其是等高線很密,地形很陡的的地形上,
設計出錯是有的,而且有些錯誤很大。這一點,我們應該在放征地線的時候來驗證,雖然征地線放的只是兩條線,但一般來說,一個
斷面的兩個口卡住了,這個斷面發生錯誤的可能就很小了。放征地線的時候,我們應該把每個點的原地面高全部記下來,回去和圖紙校對。
本人曾經做過的兩個工地,一個工地方量極大,業主也是國家級的,但是業主的要求是:施工單位測地面必須全測,不能只報局部,
然後業主再下來全程檢查。這樣一來,業主的意思很明顯,你根本耗不起這個時間,你就認了設計數量吧。那麼我們就認了吧。
第二個工地,方量沒多少,業主也窮,可地形復雜,和業主見面的時候,業主對超出多少百分比才補方量含糊其詞。本人經過權衡,決定放棄復測,承認設計數量,把資料補齊就算完事。一開始監理還奇怪,說從沒見過主動放棄的。相鄰的合同段測得正火,信誓旦旦說設計院錯誤很大,又說業主,設代就快認可了,但最後的結果是:全部否定。外業算白做了,內業就當交差。
這步工作工作量極大,如果操作不得法,勞民傷財,對測量人員士氣的打擊是非常大的。
第四步工作:線路復核,尤其是結構坐標高程復核,這一步必須預先進行,為什麼呢?因為現在的大設計院投下標以後,往往把設計工作
分包,而分包單位的實力不敢恭維。結構上位置,高程的大片出錯並非沒有,本人就經歷過。如果你到結構開工之前才復核,那麼
一旦發現錯誤,自己又不敢確定,必然要上報,現在設計單位工作效率大家也都知道,非常低,當然,這和業主的低效率,業主和
設計院溝通不力也有關系。一旦結構位置高程大面積錯誤,就只有乾等設計去復核,而施工單位的工期就這樣耽誤了,施工隊只有干坐在工地上曬太陽。其實,
進場後測量人員還是有富裕時間的,應該趁此富裕時間提前復核,此時尚未開工,即使上報,設計批復下來後可能正好結構
開工,也可能超過結構預期開工時間還不多。工期就省下來了。
第五步工作:資料格式的確定。
測量有各種資料,最多的就是報驗資料了,開工後資料不要埋著頭一股腦只管做,因為做了很可能白做。
首先,你的資料很可能是應用本單位原來的格式。其次,即使是業主下發的,也可能錯,所以還是要合同人員
把表格格式核對一下,業主的表錯了,但資料返工他可不會幫你改。
第六步工作:全線踏勘,重點觀察涵洞位置,以及函長。
設計院的涵洞位置的設計通常是不準的,角度偏差,樁號偏差,高程不準時有發生,估計他們的涵洞設計很多
是不到現場,而是在圖上定位置的。如果涵洞要開工才
放樣發現要變更,那麼和結構坐標高程錯誤又一樣了,要乾等設計去復核變更,出變更圖。有時候,一段路基的工期往往取決於這段路基上的涵洞能否及時完工,
涵長也要提前驗算,尤其是在有匝道的時候,一個涵洞同時穿越主線和匝道,還是斜交的,還是在彎道上的,這種情況涵長最難計算,設計院常錯,最好的計算方法是在CAD里模擬計算。
第七步 施工測量中應該預先考慮和謀劃的東西。
首先,要規劃好全線的水準點和導線點。不要夢想控制點可以從
頭用到尾,因為隨著填高挖深,以及控制點的破壞,某些點也許
後面就不能用了,所以一開始就要觀察地形,聯系斷面圖在大腦
里進行空間想像,以決定加密導線點的位置,讓這些導線點能盡
可能的用久一點。
施工單位進場後的導線復測通常和加密導線點的過程集成為一
個過程,在復測之前必須理解「施工單位導線復測的含義」。施
工單位的導線復測,是以標段為單位的,而且標段內一般是沒有更高級
的已知點的,這使得復測過程和設計院測量導線的過程含義不同
。施工單位只需保證兩點即可:1。本標段內各導線點相對位置
的正確性。也就是說,任意取四點假設為兩條已知邊,兩條邊之
間的點進行聯測滿足規范要求。2。和相鄰標段的起始邊能閉合
。只要滿足這兩點,那麼在本標段內,導線系統是一個精密的整
體,從而放出的路線也是光滑,順接的。然後又能和相鄰標段閉
合,這樣, 每個標段的精密的導線系統和其他標段精密的導線
系統可以銜接,從而形成一個連續不斷的導線整體系統。不要去
想導線的絕對坐標如何,因為沒有已知點,你永遠無法證明
絕對坐標的正確性。
理解了上面的含義,在進行導線復測和加密時,就不必把
整個標段的導線作為一條導線來測。因為導線太長,導線點太多
的話,只要中間某些點出現測角的稍微大點的誤差,就會使得
整條長導線發生扭曲,變形,從而出現和設計成果之間較大的誤
差,而且難以查出錯誤根源何在。所以,不妨把整個標段看成若
干個小標段,以6-7個導線點為一組,組和組之間設一條公共邊
,這樣,某點的測角誤差只會影響本組,不但導線成果精度高,
而且容易查出錯誤所在。這樣,外業測量精度不變,卻不會發生
長導線誤差過大的情況。
水準點的布設原則上是講究規范,嚴密的,對於某些大型國企
尤其如此。但是,施工單位的人手通常不足,況且本人不喜歡
做無用功。我們完全可以在規范的基礎上變通。比如,在路基施
工中,中間的高程要求是極低的,全站儀粗測就夠了。再比如,
在山區施工中,你去將設計院在高山的點引下來,站數多得嚇人
,而且往往徒勞無功,因為站數越多,出錯的可能越大。那麼,
我就假設在一條復雜的山區公路中,如何進行水準點總體布設的
規劃呢?
首先,布設我肯定是以全站儀為主的,但要用水準儀輔助,工
作以後我基本就沒用過水準儀去進行全線聯測,工作量太大了,
相比工作量帶來的那點精度沒太大意義。
第一步,將導線聯測和
水準聯測合為一體,用全站儀測水準,需要注意的環節是:
水準氣泡的精確調平,這一點極為重要,要最大限度的調平,
最好是儀器有電子水泡的。
儀器的嚴密踩實。不但要鎖死腳架,地面也要踩實。
第三,儀器的高度精確測量,最好能把傾斜導致的誤差計入,
一般取儀高1。6米,用勾股定理算就行了。目標棱鏡高也是如此
。棱鏡高一般量到棱鏡橫向螺絲中心。
第四。視線位置和棱鏡螺絲中心重合,有時距離較遠的時候,可
能棱鏡邊的螺絲中心看不清,這時可以叫對方用一隻筆點在螺絲
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中心,用視線去切分筆即可。
第五,對向觀測。一定要對向觀測。?
第六,盡量在天氣陰的時候。不過在工地上難以保證,我就經常
出太陽測,但是因為前五個環節把握的好,影響也不是很大。
只要把每個環節都把牢,最後的成果一般是讓人滿意的,本人測
過的若干工地,其結果和設計成果幾乎相差無幾。而它的工作量
相比水準儀測量來說,又何止是十分之一。
第二步 當初始水準點具備後,要做的線路控制了,在公路中,居於控制
地位的是橋,剛開工時路基的高程要求是非常低的。那麼,規劃
方法就是:用全站儀從導線點打轉點到橋頭,此時,再用水準儀
將打下來的轉點進行細部加密。橋和橋之間的路基由這些轉點控
制。此時,轉點已在工地現場,水準儀加密工作量很小。這個方
法的原理和導線復測是一樣的,不要擔心轉點的絕對高程,關鍵
是:標段內部的轉點之間能銜接,
整個導線系統的高程和相鄰標段能銜接。
由於轉點都是用全站儀從導線點打下來的,只要做好我說的六個
環節,轉點之間的高程銜接不成問題,尤其是從一個導線點打下
來的兩個轉點。而且,轉點之間還可以用水準儀來驗證,驗證的
工作量也並不大。而且,隨著工程的進展,可以隨時用全站儀從
導線點打轉點下來補充。
這個方法用一句話概括就是,用全站儀完成總體規劃布設,用
水準儀進行輔助性的細部加密驗證。
以上談的是施工測量前的控制點規劃方法,以下是施工測量中應該預先考慮和預見的問題,
施工測量中應該預先考慮注意的問題:
1。橋梁方面:越小的橋測量越容易錯,尤其是單跨擴大基礎u型橋台的小橋。這類小橋多半是斜彎的,由此情況又
更加復雜了,所以,以下的例子就是以斜彎小橋為例。
首先,在測量之前就要對橋梁的總體工序在腦子里有個數。
第一步,斜彎小橋一般是平行布置的,(當然測量前還是要搞清楚到底是平行布置還是扇形布置),所以要搞清楚,橋台橫向方向到底是以橋梁哪個位置的路線切線為基準的。
第二步,做擴大基礎時可以暫時不考慮各種復雜因素,但是從擴大基礎上面的台身開始,就要仔細預先謀劃了。
首先,要提前計算好台帽的左右長度,在斜彎情況下,台帽左右長度是不等的。而不同橋台的台帽
左右長也不是對稱的。最好,最直觀的計算方法也許
還是在cad里,但是,最好用常規計算方法復核,常規的計算方法一般一次不能完成,需要試算若干次。這還不算完,當橋梁左右分幅時,台帽偏長的一側按計算結果,但台帽偏短的一側還得取正常結果,因為左右梁板的數量是一樣多的,且梁板不是變寬的,必須保證能放下樑板。
其次,要提前把台帽的投影放在基礎頂面上。為什麼呢?因為橋台的台帽是有橫坡的,尤其是左右幅同坡的情況,
左右邊點的高程基本要差40-50厘米,假設台身按照統一坡率1:6做,那麼左右邊點做到最上面的時候,會導致
高的一邊跨徑偏大,而矮的一邊跨徑偏小,差異大概有8,9厘米。即使將台帽位置調整過來,也會照成一側台帽
懸出台身過多,而另一側卻又縮進過多,極為難看。所以,必須將台帽投影放在基礎頂面,用台帽的位置來控制
台身坡率,這樣,中左右三點的台身坡率不一致,但是能保證台帽位置的正確。
第三步,做台身時,前牆位置定好了,還要考慮側牆,當半徑較小時,側牆的每一點路基寬度都要正好,這樣,側牆
就是弧形的,和路線一致。
第四步,台身先考慮好了的話,做台帽自然水到渠成。
第五步,架梁板時,測量人員要在一邊觀察,和架梁人員形成有效溝通,要讓架梁人員務必把兩側(如果分幅的話就是
四側)的梁板架准,如果邊板架的靠內,那麼翼緣鋼筋就離中線太近,為了保證橋面凈寬,施工人員只能去扭曲,
剪斷翼緣鋼筋,非常困難。
第六步,做橋面護欄時,護欄和路線一致,均為弧形,這點就不多說了。
麻雀雖小,五臟俱全,這種斜彎小橋所體現的問題都是典型問題,只要把這種斜彎小橋的測量流程搞清楚,其他各種
類型的橋都可以融會貫通,一通百通。
以下是路基測量中應預先注意的問題,
導線是平面坐標還是高斯坐標。高程的獲得是用什麼方法,是水準還是GPS。請教是為什麼啊?目前都是高斯84坐標吧,高程是從GPS測下來的,然後再水準加點。坐標也同理方法。給出來的點與點一般是200~500米內。
斷面的兩個口卡住了,這個斷面發生錯誤的可能就很小了。放征地線的時候,我們應該把每個點的原地面高全部記下來,回去和圖紙校對。路線較長的一級公路、二級公路和路線、地形復雜的基本上不符的。按圖肯定要少了土方量。
第三,儀器的高度精確測量,最好能把傾斜導致的誤差計入,一般取儀高1。6米,用勾股定理算就行了。目標棱鏡高也是如此。棱鏡高一般量到棱鏡橫向螺絲中心。具體的公式怎麼樣啊?
樓主經驗非常豐富。所寫感悟很切全實際情況。在證地線的上破口和下坡口工作切實很大。還有難度大的涵洞,例如,斜交弧形的涵洞。第一理清圖紙的尺寸和設計涵意。第二要緊密跟蹤現場施工。
好的,龍鋒一刀,我解釋一下:
「導線是平面坐標還是高斯坐標。高程的獲得是用什麼方法,是水準還是GPS。請教是為什麼啊?目前都是高斯84坐標吧,高程是從GPS測下來的,然後再水準加點。坐標也同理方法。給出來的點與點一般是200~500米內。
現在設計院的導線成果有時候給你的是高斯坐標;有時候則是平面坐標,沒有考慮投影,不一定肯定是高斯坐標的。我個人很喜歡平面坐標。另外補充一點,哪怕設計成果是
高斯坐標,但設計院可能忽略了橋的問題,橋本身一定要用平面坐標系統。
水準點也是這樣,在一個標段內,可能同時混雜了三四等水準點和GPS水準點。」
「斷面的兩個口卡住了,這個斷面發生錯誤的可能就很小了。放征地線的時候,我們應該把每個點的原地面高全部記下來,回去和圖紙校對。路線較長的一級公路、二級公路和路線、地形復雜的基本上不符的。按圖肯定要少了土方量。」
這一點是我提出的要考慮的四個因素的其中一個:
當我們決定是否要正式復測地面時,要綜合考慮所有因素,再決定是否去做。
當前三個因素已經決定能補方量的可能性非常小時,此時就要權衡是否要全線復測地面了,假設全線復測地面,比設計成果多3%,(如果總量基數很大,絕對數量也不小),
但是這3%本來就屬於正常范圍,設計數量是不會調整的。那麼,我們就要通過一種簡單的方式來粗略估算,全線的地面線是否值得我們去復測。我提出的這種方式就是記下左右征地線的高程。當左右征地線高程和設計差異不大時,整個斷面的兩個開口就定死了,此時只要把整個斷面地面線型和斷面圖對照一下,如果線型也差異不多,那麼這個斷面基本不會錯。即使有差異,也要看看差異會導致土石數量有多大變化,再決定是否對差異大的少數斷面進行詳細復測。
在工程中,土石數量差異在正負5%之間非常正常,我做過的三個工地,都屬於山區公路,局部有差異的有,有多也有少,(我認為設計院還是不會故意往少的去)但做完以後,對地面的准確性心裡就有底了,設計院的總方量還是控製得較準的。再由於業主的強權和手腕,即使你大於5%,也未必能補。
路線長的山區公路復測時間是非常長的,這將影響工期。這點也要考慮。因為按照道理,是不可能局部復測的,防止你只報多得路段,不報少的路段。這樣,在斷面復測
沒結束之前,所有的地面線都不能破壞。
所以,決定是否復測地面不是一個數學問題,而是一個哲學問題,它充滿了不確定性,
你只能去權衡所有因素,再考慮是否去做。即使你考慮得當,你只能得出一個合理的結果,而不是一個精確的結果。在條件相同得情況下,不同的人考慮得出得結果也不一定相同。
總之一句話,如果考慮得結果是,可能性很小,那麼相比復測過程的工作量之大,時間之長,我建議不去做。
「第三,儀器的高度精確測量,最好能把傾斜導致的誤差計入,一般取儀高1。6米,用勾股定理算就行了。目標棱鏡高也是如此。棱鏡高一般量到棱鏡橫向螺絲中心。具體的公式怎麼樣啊?」
其實,如果聯測導線時候前後視用的都是三角架,這個傾斜可以不考慮,因為大致抵消了。所差異的不過是儀器高和前後視棱鏡高,以及儀器的橫向寬度的不同,差異非常小。
具體是這樣,量儀高從導線點頂量到望遠鏡中心(一般側面有一條刻度線),這是斜長,然後量儀器中心到儀器邊的橫向寬度,這是短的那條直角邊。長直角邊是真正的儀高,用勾股定理算。一般和斜長差2MM左右。
我並不認為細心認真就不會出錯,這要看細心認真是怎麼個細心認真了。
如果只是亦步亦趨,細心認真做好眼下的工作,而不是主動去預見後續的步驟和工序,那麼眼下這步工作的實施本身不易發生錯誤,但是,一件事要正確完成,由策劃和實施兩個步驟完成。如果策劃錯了,實施再正確,那麼結果還是錯的。這就意味著,後面的工序只能從一個錯誤的基礎上開始。
當領導告訴我們,要去測地面了,我們就認真的去測,但沒有主動的去預見謀劃,去自己拿主意,結果認真測的結果是白測。
當要做資料了,我們就認真的做,內容全都對了,結果白做,因為表格格式一開始就是錯的。
要橋梁放樣了,我們就認真按設計去放,結果做完台身發現和台帽對不上位置,因為設計中標注的前牆坡率是中線處的,且設計並未提示我們要考慮左中右三點前牆坡率的不一致。
搞測量有死測量和活測量兩種,死測量是一種會計式的認真,機械的根據數據來源,按預定的步驟和公式處理數據,這時,人本身成為一個機械的數據處理機,沒有主動性,沒有預見性。
活測量則不是,活測量一樣會精確的處理數據,但活測量不僅僅是要做一個會計,還要主動去謀劃,去判斷和預見。
沒有人一開始就能成為活測量,因為這需要積累。但是為什麼有些人有了足夠的工作經歷之後還是一個死測量呢?因為他對自己的定位就是會計,他認為測量就是一個純粹的數字工作。就是一個亦步亦趨的工作。
⑶ 目前金屬表面檢測的主要方法有哪些
主流金屬製品表面缺陷在線檢測方法。
一、漏磁檢測
漏磁檢測技術廣泛應用於鋼鐵產品的無損檢測。其檢測原理是,利用磁源對被測材料局部磁化,如材料表面存在裂紋或坑點等缺陷,則局部區域的磁導率降低、磁阻增加,磁化場將部分從此區域外泄,從而形成可檢驗的漏磁信號。在材料內部的磁力線遇到由缺陷產生的鐵磁體間斷時,磁力線將會發生聚焦或畸變,這一畸變擴散到材料本身之外,即形成可檢測的磁場信號。採用磁敏元件檢測漏磁場便可得到有關缺陷信息。因此,漏磁檢測以磁敏電子裝置與磁化設備組成檢測感測器,將漏磁場轉變為電信號提供給二次儀表。
漏磁檢測技術的整個過程為:激磁-缺陷產生漏磁場-感測器獲取信號-信號處理-分析判斷。在磁性無損檢測中,磁化時實現檢測的第一步,它決定著被測量對象(如裂紋)能不能產出足夠的可測量和可分辨的磁場信號,同時也影響著檢測信號的性能,故要求增強被測磁化缺陷的漏磁信號。被測構件的磁化由磁化器來實現,主要包括磁場源和磁迴路等部分。因此,針對被測構件特點和測量目的,選擇合適的磁源和設計磁迴路是磁化器優化的關鍵。
漏磁檢測金屬表面缺陷的物理基礎使帶有缺陷的鐵磁件在磁場中被磁化後,在缺陷處會產生漏磁場,通過檢測漏磁場來辯識有無缺陷。因此,研究缺陷漏磁場的特點,確定缺陷的特徵,就成為漏磁檢測理論和技術的關鍵。要測量漏磁場,測量裝置須具有較高的靈敏度,特別是能測空間點磁場,還應有較大的測量范圍和頻帶;測量裝置須具有二維及三維的精確步進或調整能力,以確定感測器的空間位置;同時,應用先進的信號處理技術去除雜訊,確定實際的漏磁場量。Foerster,Athertion 已成功應用霍爾器件檢測缺陷,霍爾器件可在z—Y二維空間步進的最小間隔分別為2μm和0.1μm。
漏磁檢測不僅能檢測表面缺陷,且能檢測內部微小缺陷;可檢測到5X10mm。的微小缺陷;造價較低廉。其缺點是,只能用於金屬材料的檢測,無法識別缺陷種類。目前,漏磁檢測在低溫金屬材料缺陷檢測方面已進入實用階段。如日本川崎公司千葉廠於1993年開發出在線非金屬夾雜物檢測裝置;日本NKK公司福岡廠於同年研製出一種超高靈敏度的磁敏感測器,用於檢測鋼板表面缺陷。
二、紅外線檢測與技術
紅外線檢測是通過高頻感應線圈使連鑄板坯表面產生感應電流,在高頻感應的集膚效應作用下,其穿透深度小於1 mm,且在表面缺陷區域的感應電流會導致單位長度的表面上消耗更多電能,引起連鑄板坯局部表面的溫度上升。該升溫取決於缺陷的平均深度、線圈工作頻率、特定輸入電能,以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應線圈寬度和鋼運動速度等因素。當其它各種因素在一定范圍內保持恆定時,就可通過檢測局部溫升值來計算缺陷深度,而局部溫升值可通過紅外線檢測技術加以檢定。利用該技術,挪威Elkem公司於1990年研製出Ther—mOMatic連鑄鋼坯自動檢測系統,日本茨城大學工學部的岡本芳三等在檢測板坯試件表面裂紋和微小針孔的實驗研究中也利用此法得到較滿意的結果。
三、超聲波探傷技術
超聲波檢測是利用聲脈在缺陷處發生特性變化的原理來檢測。接觸法是探頭與工件表面之間經一層薄的起傳遞超聲波能量作用的耦合劑直接接觸。為避免空氣層產生強烈反射,在探測時須將接觸層間的空氣排除干凈,使聲波入射工件,操作方便,但其對被測工件的表面光潔度要求較高。液浸法是將探頭與工件全部浸入於液體或探頭與工件之間,局部以充液體進行探傷的方法。脈沖反射法是當脈沖超聲波入射至被測工件後,聲波在工件內的反射狀況就會顯示在熒光屏上,根據反射波的時間及形狀來判斷工件內部缺陷及材料性質的方法。目前,超聲波探傷技術已成功應用於金屬管道內部的缺陷檢測。
四、光學檢測法
機器視覺是以圖像處理理論為核心,屬於人工智慧范疇的一個領域,它是以數字圖像處理、模式識別、計算機技術為基礎的信息處理科學的重要分支,廣泛應用於各種無損檢測技術中。基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷檢測方法的基本原理是:一定的光源照在待測金屬表面上,利用高速CCD攝像機獲得連鑄板坯表面圖像,通過圖像處理提取圖像特徵向量,通過分類器對表面缺陷進行檢測與分類。20世紀70年代中期,El本Jil崎公司就開始研製鍍錫板在線機器視覺檢測裝置 。1988年,美國Sick光電子公司也成功地研製出平行激光掃描檢測裝置,用以在線檢測金屬表面缺陷。基於機器視覺的表面在線檢測與分類器設計的研究工作目前在國內尚處於起步階段。1990年,華中理工大學採用激光掃描方法測量冷軋鋼板寬度和檢測孔洞缺陷,並開發了相應的信號處理電路;1995年又研製出冷軋連鑄板坯表面軋洞、重皮和邊裂等缺陷檢測和最小帶寬測量的實驗系統。1996年,寶鋼與原航天部二院聯合研製出冷軋連鑄板坯表面缺陷的在線檢測系統,並進行了大量的在線試驗研究。近年來,北京科技大學、華中科技大學等也研製出較為實用化的在線檢測系統。
從檢測技術的觀點來看,基於機器視覺的鋼表面缺陷檢測系統面臨困境:①要求檢測到的缺陷的幾何尺寸越來越小,有的甚至小於0.1 mm;② 檢測對象可能處於運動狀態,導致採集的圖像抖動較大;③現場環境較惡劣,往往受煙塵、油污、溫度高等因素的影響,引起缺陷圖像信噪比下降;④表面缺陷的多樣性(如冷軋連鑄板坯表面可達100多種),不同缺陷之間的光學特性、電磁特性不同;有的缺陷之間的差異不明顯。因此,基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷分類器要求具有收斂速度快、魯棒性好、自學習功能等特點。