CN110196267B - 一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：判断路面材料；S2：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，例如掺有钢砂、钢丝绒、导电钢纤维、工业废钢渣时，可利用电磁感应的方法对路面加热，当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时，例如掺有磁铁矿粉、活性炭、碳纳米管、石墨烯时，可采用微波对路面加热。本发明的加热方式灵活，适应性强，避免了使用红外道路无损检测装置时难以选择合适的加热方式对不同沥青路面进行快速加热，影响红外道路无损检测技术的检测效果的问题。
Description
技术领域
本发明属于路面材料红外探伤技术领域，具体涉及一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法。
背景技术
交通的发展是一个国家国民经济的重要保障,而交通的基础就是道路，没有道路就不能进行物资运输、人员出行,而想要确保交通的发展就必须要保证道路工程的质量。因此，在不损坏路面的前提下，对被检验路面材料的表面和内部进行检查的手段，即无损检测技术，对道路的施工与维修有非常重要的意义。虽然现在存在多种无损探测手段，例如，X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤等，但更便捷的，能适应特定情况的无损探测技术是需要的。
红外无损检测是无损检测方法中的一种新兴技术，具有快速，低成本，大范围的特点，检测结果以红外热像图的形式显示出来非常直观。但红外探伤有着一些比较致命的弱点，他是利用“热”来实现技术方案的，对温度的要求很高，急需高效率的加热方法，并且存在不同材料需要不同的加热方式以及过长时间加热对对材料的损害等问题，影响实际的探伤检测效果，导致红外道路无损探伤的应用无法普及。
本发明的目的在于提供一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，在使用红外道路病害无损检测装置时，可根据路面材料的不同决定采用电磁感应加热还是微波加热，并且利用聚磁、反射效应高效地使用电磁波或微波对路面材料进行快速加热，解决了红外道路无损检测技术中路面材料对加热方式与温度要求苛刻的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，以解决使用现有红外道路无损检测装置进行检测时，面材料对加热方式与温度要求苛刻的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：判断路面材料；
S2：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，例如掺有钢砂、钢丝绒、导电钢纤维、工业废钢渣时，可利用电磁感应的方法对路面加热，当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时，例如掺有磁铁矿粉、活性炭、碳纳米管、石墨烯时，需要采用微波加热；
S3：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板701绕旋转转轴6进行180°旋转，使所有电磁/微波发生板701的电磁激励线圈8朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置2四周的特制材料板7绕竖向接头13底端连接的旋转转轴6按一定的顺序旋转(避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况)，使所有小电阻低导磁金属性材料面11变为大电阻高导磁软磁性材料面10朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为大电阻高导磁软磁性材料面10；
S4：当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时；使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板701绕旋转转轴6旋转，使所有电磁/微波发生板701的微波发生装置9朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置2四周的特制材料板7绕竖向接头13底端连接的旋转转轴6按一定的顺序旋转(避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况)，使所有大电阻高导磁软磁性材料面10变为小电阻低导磁金属性材料面11朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为小电阻低导磁金属性材料面11；
S5：控制第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302向中央合拢关闭；
S6：通过外部电源开启电磁激励线圈8或微波发生装置9发射磁场或微波对路面材料开始加热，根据路面材料调节需要加热的时长，保证红外成像的精度的同时避免长时间加热损害路面材料；
S7：通过外部电源停止电磁激励线圈8或微波发生装置9对路面材料的加热，向两侧打开屏蔽装置3的第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302；
S8：使旋转装置2的所有横向接头12绕固定轴14旋转90°，横向接头12通过旋转转轴6带动所有电磁/微波发生板701转动，使得顶面的所有电磁/微波发生板701绕旋转接头5旋转90°，盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701沿中央缝隙向上打开；
S9：控制红外摄像仪1移动并对下方加热的材料及时进行拍摄，检测人员通过得到的红外图像来分析材料的损伤情况；
S10：使盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701从两侧向中央归位，此时，重复步骤S1至S10即可继续对材料的另一部分或其他材料进行红外无损检测。
优选的，特制材料板7的一面为大电阻高导磁材料制作的软磁性材料面10，另一面为小电阻低导磁材料制作的金属性材料面11，所述屏蔽装置3通体采用小电阻低导磁金属性材料制作。
优选的，旋转转轴6采用聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或塑料等不被磁场或微波影响的材料制作。
优选的，电磁/微波发生板701的大电阻高导磁软磁性材料面10上装有电磁激励线圈8，小电阻低导磁金属性材料面11上装有微波发生装置9。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明利用了两种加热方法，加热方法灵活，适应性强，可根据路面材料的不同选用电磁感应或微波的加热方法对路面材料进行加热。使用旋转装置，使用者可根据路面材料决定采用电磁感应加热还是微波加热，利用电磁感应原理对加入导磁材料如钢砂、钢丝绒、导电钢纤维、工业废钢渣的改性沥青路面进行快速加热，利用微波对加入磁铁矿粉、活性炭、碳纳米管、石墨烯等吸收微波材料的改性沥青路面进行快速加热，加热方式灵活，一法两用，不同加热方法的选用扩展了红外无损检测技术的适用范围，因而可延申至其他多种材料的红外无损检测。
2、本发明通过转动电磁/微波发生板的方法达到电磁感应加热和微波加热的自动转换，同时，大电阻高导磁软磁性材料面的聚磁效应和小电阻低导磁金属性材料面反射微波效应使得磁场或微波聚集于装置底部，对材料的加热效率大幅提高。盒型装置顶面的电磁/微波发生板，大电阻高导磁软磁性材料面上装有电磁激励线圈，小电阻低导磁金属性材料面上装有微波发生装置，大电阻高导磁软磁性材料面能良好地聚集磁场，小电阻低导磁金属性材料面能良好地反射微波，聚集效应一法两用，经过盒型装置四面及顶面特制材料板板的聚磁效果或反射微波的效果，大幅提升了电磁感应加热或微波加热的效率，比常规加热更快更有效地加热材料。
3、本发明采用了用盒型装置和屏蔽装置来限制磁场或微波作用范围的方法，屏蔽方法一法两用，不仅限制了磁场或微波作用的范围，将漏磁或漏微波的可能进一步降低，防止了磁场或微波对人可能的危害，而且防止了周围环境对装置实验时的影响，提高红外加热无损检测的精度。旋转装置通过电磁/微波发生板构成的盒型装置，盒型装置内特制材料板的大电阻高导磁软磁性材料面或小电阻低导磁金属性材料面对磁场或微波作用的范围作出限制；并使用屏蔽装置，屏蔽装置通体采用小电阻低导磁金属性材料制作，可在系统工作时紧密闭合，进一步限制磁场或微波的同时，减少气温及其他周围环境因素对装置加热时的干扰，提高红外加热无损检测的精度，并且可以防止强磁场或微波对实验人员造成的危害，避免了红外道路无损检测技术中，加热源与周围环境及实验人员互相之间的伤害和影响。
4、本发明可根据路面材质转换电磁感应加热和微波加热方法，加热方法选择灵活，无论是电磁感应加热还是微波加热，两种加热方式能量利用率高，能在与路面非接触的情况下高效快速地加热沥青路面，比其他加热方式更加节能，且电磁或微波对周围的环境不会造成污染，绿色环保。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的使用状态图；
图3为本发明的电磁/微波发生板结构示意图；
图4为本发明的固定轴结构示意图；
图5为本发明的电磁/微波发生板正视图；
图6为本发明的电磁/微波发生板侧视图；
图7为本发明的电磁/微波发生板俯视图。
图中：1-红外摄像仪，2-旋转装置，3-屏蔽装置，301-第一侧边屏蔽罩，302-第二侧边屏蔽罩，4-加入改性材料的沥青路面结构，5-旋转接头，6-旋转转轴，7-特制材料板，701-电磁/微波发生板，8-电磁激励线圈，9-微波发生装置，10-大电阻高导磁软磁性材料面，11-小电阻低导磁金属性材料面，12-横向接头，13-竖向接头，14-固定轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7所示，本发明提供如下技术方案：一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：判断路面材料；
S2：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，例如掺有钢砂、钢丝绒、导电钢纤维、工业废钢渣时，可利用电磁感应的方法对路面加热，当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时，例如掺有磁铁矿粉、活性炭、碳纳米管、石墨烯时，需要采用微波加热；
S3：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板701绕旋转转轴6进行180°旋转，使所有电磁/微波发生板701的电磁激励线圈8朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置2四周的特制材料板7绕竖向接头13底端连接的旋转转轴6按一定的顺序旋转(避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况)，使所有小电阻低导磁金属性材料面11变为大电阻高导磁软磁性材料面10朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为大电阻高导磁软磁性材料面10；
S4：当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时；使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板701绕旋转转轴6旋转，使所有电磁/微波发生板701的微波发生装置9朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置2四周的特制材料板7绕竖向接头13底端连接的旋转转轴6按一定的顺序旋转(避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况)，使所有大电阻高导磁软磁性材料面10变为小电阻低导磁金属性材料面11朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为小电阻低导磁金属性材料面11；
S5：控制第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302向中央合拢关闭；
S6：通过外部电源开启电磁激励线圈8或微波发生装置9发射磁场或微波对路面材料开始加热，根据路面材料调节需要加热的时长，保证红外成像的精度的同时避免长时间加热损害路面材料；
S7：通过外部电源停止电磁激励线圈8或微波发生装置9对路面材料的加热，向两侧打开屏蔽装置3的第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302；
S8：使旋转装置2所有的横向接头12绕固定轴14旋转90°，横向接头12通过旋转转轴6带动所有电磁/微波发生板701转动，使得顶面的所有电磁/微波发生板701绕旋转接头5旋转90°，盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701沿中央缝隙向上打开；
S9：控制红外摄像仪1移动并对下方加热的材料及时进行拍摄，检测人员通过得到的红外图像来分析材料的损伤情况；
S10：使盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701从两侧向中央归位，此时，重复步骤S1至S10即可继续对材料的另一部分或其他材料进行红外无损检测。
特制材料板7的一面为大电阻高导磁材料制作的软磁性材料面10，另一面为小电阻低导磁制作的金属性材料面11，所述屏蔽装置3通体采用小电阻低导磁金属性材料制作。
旋转转轴6采用聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或塑料等不被磁场或微波影响的材料制作。
电磁/微波发生板701的大电阻高导磁软磁性材料面10上装有电磁激励线圈8，小电阻低导磁金属性材料面11上装有微波发生装置9。
一种发射电磁或微波进行红外道路病害无损检测的装置，包括红外摄像仪1、旋转装置2和屏蔽装置3，其特征在于：屏蔽装置3包括第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302，第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302分别位于旋转装置2的两边，红外摄像仪1位于旋转装置2的正上方位置处，旋转装置2构成无底的盒型装置，盒型装置由顶面的电磁/微波发生板701和侧面的特制材料板7组成，电磁/微波发生板701包含电磁激励线圈8、微波发生装置9、特制材料板7、旋转接头5、横向接头12、竖向接头13和固定轴14，横向接头12、竖向接头13的末端连接有旋转转轴6，旋转转轴6的外侧可转动的连接有特制材料板7，电磁/微波发生板701与外部电源连接。固定轴14的底端固定连接有竖向接头13，固定轴14的内侧设置有旋转接头5，旋转接头5的一侧可转动的连接有横向接头12。特制材料板7包括大电阻高导磁软磁性材料面10和小电阻低导磁金属性材料面11，屏蔽装置3通体采用小电阻低导磁金属性材料制作。大电阻高导磁软磁性材料面10的一侧与小电阻低导磁金属性材料面11固定连接，特制材料板7的中间位置处连接有旋转转轴6。电磁/微波发生板701大电阻高导磁软磁性材料面10的顶端安装有电磁激励线圈8，小电阻低导磁金属性材料面11的底端固定安装有微波发生装置9。旋转转轴6采用聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或塑料等不被磁场或微波影响的材料制作。红外摄像仪1能进行温度成像，可与温控仪或电脑主机相连。第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302内设置有电动滚轮结构。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，图2为装置工作时图片，装置正在对加入改性材料的沥青路面结构4进行红外无损检测，屏蔽装置3的第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302此时向中央合拢关闭；本发明进行探伤检测时，根据路面材料的不同采用不同的加热方式，例如，需要从电磁感应加热转换为微波加热时，使顶面所有的电磁/微波发生板701绕旋转转轴6进行180°旋转，使所有电磁/微波发生板701的微波发生装置9朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置2四周的所有特制材料板7绕旋转转轴6旋转，使所有大电阻高导磁软磁性材料面10变为小电阻低导磁金属性材料面11朝向盒型装置内侧，用以反射聚集微波，提升加热效率，同时小电阻低导磁金属性材料面把微波作用范围限制在盒型装置内，减少了漏微波的可能。反之，采用电磁感应加热时，过程同上述类似。控制第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302向中央合拢关闭，减少漏磁或漏微波的现象，防止周围环境因素对实验的干扰，提升实验精度，并且可以防止强磁场或微波对实验人员造成危害，随后通过外部电源开启电磁激励线圈或微波发生装置对材料开始加热。加热完成后，向两侧打开屏蔽装置3的第一侧边屏蔽罩301和第二侧边屏蔽罩302，然后盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701绕旋转接头5旋转(如图4旋转接头5处所示，横向接头12可绕固定轴14旋转，从而带动电磁/微波发生板701向上转动)，盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板701沿中央的缝隙向上打开，此时，可使用红外摄像仪1对下方加热的材料立刻进行红外成像，得到的红外图像可用来分析材料的损伤情况。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：判断路面材料；
S2：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，掺有钢砂、钢丝绒、导电钢纤维、工业废钢渣时，可利用电磁感应的方法对路面加热，当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时，掺有磁铁矿粉、活性炭、碳纳米管、石墨烯时，需要采用微波加热；
S3：当路面材料为掺有导磁材料的改性沥青路面时，使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板（701）绕旋转转轴（6）进行180°旋转，使所有电磁/微波发生板（701）中的大电阻高导磁软磁性材料面（10）上的电磁激励线圈（8）朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置（2）四周的特制材料板（7）绕竖向接头（13）底端连接的旋转转轴（6）按一定的顺序旋转，避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况，使所有小电阻低导磁金属性材料面（11）变为大电阻高导磁软磁性材料面（10）朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为大电阻高导磁软磁性材料面（10）；
S4：当路面材料为掺有吸收微波材料的改性沥青路面时；使盒型装置顶面所有的电磁/微波发生板（701）绕旋转转轴（6）旋转，使所有电磁/微波发生板（701）中的小电阻低导磁金属性材料面（11）上的微波发生装置（9）朝下正对所要加热的材料，并使旋转装置（2）四周的特制材料板（7）绕竖向接头（13）底端连接的旋转转轴（6）按一定的顺序旋转，避免同时旋转时四个角的特制材料板碰撞而卡住的情况，使所有大电阻高导磁软磁性材料面（10）变为小电阻低导磁金属性材料面（11）朝向盒型装置内侧，此时盒型装置内部全为小电阻低导磁金属性材料面（11）；
S5：控制第一侧边屏蔽罩（301）和第二侧边屏蔽罩（302）向中央合拢关闭；
S6：通过外部电源开启电磁激励线圈（8）或微波发生装置（9）发射磁场或微波对路面材料开始加热，根据路面材料调节需要加热的时长，保证红外成像的精度的同时避免长时间加热损害路面材料；
S7：通过外部电源停止电磁激励线圈（8）或微波发生装置（9）对路面材料的加热，向两侧打开屏蔽装置（3）的第一侧边屏蔽罩（301）和第二侧边屏蔽罩（302）；
S8：使旋转装置（2）的所有横向接头（12）绕固定轴（14）旋转90°，横向接头（12）通过旋转转轴（6）带动电磁/微波发生板（701）转动，使得顶面的所有电磁/微波发生板（701）绕旋转接头（5）旋转90°，盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板（701）沿中央缝隙向上打开；
S9：控制红外摄像仪（1）移动并对下方加热的材料及时进行拍摄，检测人员通过得到的红外图像来分析材料的损伤情况；
S10：使盒型装置顶面的所有电磁/微波发生板（7）从两侧向中央归位，此时，重复步骤S1至S10即可继续对材料的另一部分或其他材料进行红外无损检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于：所述特制材料板（7）的一面为大电阻高导磁软磁性材料面（10），另一面为小电阻低导磁金属性材料面（11），所述屏蔽装置（3）通体采用小电阻低导磁金属性材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于：旋转转轴（6）采用聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或塑料不被磁场或微波影响的材料制作。
4.根据权利要求3所述的一种基于发射电磁或微波的红外道路检测装置的试验方法，其特征在于：电磁/微波发生板（701）的大电阻高导磁软磁性材料面（10）上装有电磁激励线圈（8），小电阻低导磁金属性材料面（11）上装有微波发生装置（9）。
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