利用被动红外热成像技术和热平衡分析对钢板桩厚度进行非接触式评估

《Paddy and Water Environment》：Non-contact evaluation of steel sheet pile thickness using passive infrared thermography and heat balance analysis

红外热成像技术用于腐蚀钢护筒厚度检测，基于热容量差异原理建立热平衡模型，结合克里金插值降噪，实现非接触高效多点测量。通过表面温度与厚度关系分析，验证了该方法在长排水渠工程中的适用性。

　　

摘要

用于排水渠壁的钢板桩极易受到腐蚀，这会导致其厚度随时间逐渐减少。传统的测量方法包括超声波检测、点式测量和接触式测量。然而，这些方法耗时且劳动强度高，尤其是对于那些具有众多测量点的较长排水渠而言。在这项研究中，我们提出了一种利用红外热成像（IRT）技术进行非接触式测量的方法，该方法能够实现高效的多点测量。我们的方法基于这样的原理：热容量较低的较薄材料会更快地改变温度。通过热成像技术测量了两根在役钢板桩的表面温度，并利用热平衡模型分析了表面温度与厚度之间的关系，该模型借鉴了地面热交换原理。此外，还采用了普通克里金（Kriging）算法来减少热图像中的噪声。结果表明，经过噪声处理后的测量温度与热平衡模型预测的值非常吻合。这项研究介绍了一种新型的非接触式厚度检测方法，有望为评估老化钢结构的状况提供一种高效且快速的方法。