技术领域

[0001] 本发明属于建筑工程安全检测技术领域， 墙体质量检测的技术手段， 为一种检 测建筑物外立面饰面层， 例如瓷砖等， 是否存在空鼓安全隐患的一种现场检测 方法。

背景技术

[0002] 粘贴外墙饰面砖是当前城市高层建筑中较为常 见的一种外墙装饰形式， 并以其 美观、 经济等优点得到了广泛使用， 但是可能会形成空鼓脱落带来安全隐患。 其主要问题是因为施工质量不达标或年久老化 ， 造成饰面层与混凝土或砖墙基 层之间的粘结强度将会随时间的推移而逐渐下 降， 当粘结力达不到要求时， 可 能造成饰面层首先会局部从基层脱开， 形成空鼓； 如果不进行加固， 空鼓面积 会逐渐增大， 最终导致饰面层完全从基层脱离并引发高处坠 落等事故。 由于检 测面积大， 检测缺陷要求精细， 而且外立面高空作业受限， 需要一种能快速诊 断， 对建筑外立面饰面层进行缺陷普查的检测手段 。

[0003] 目前对建筑物外墙饰面缺陷的检测主要有敲击 法、 拉拔法和红外热像法， 因为 敲击法、 拉拔法虽然检测结果准确， 但是对于高层建筑外立面需要高空作业操 作， 检测所需的时间很长， 效率低， 并且受检测人员的主观判断影响较大； 而 红外成像法与其他方法相比， 因为其效率高， 直观快速人力物力成本低等特点 ， 在普查外墙饰面砖空鼓应用上具有明显优势， 相关部门也颁布了检测相关规 程和标准， 但是现有红外法在实际检测应用过程中， 受到诸多限制， 存在的主 要问题有如下几点：

[0004] 1、 红外法检测外墙饰面砖空鼓时， 单纯依靠拍摄的红外图像色彩差异进行判 定的检测结果很容易受到气象条件， 尤其是太阳辐射的影响， 形成检测条件的 制约。

[0005] 在受到较强的太阳辐射强度照射下外墙表面空 鼓区域和正常区域的温度差异不 断随时间变化， 在 《红外热像法检测建筑外墙饰面粘结质量技术 规程》 （JGJ/T2 77-2012） 中只对全国部分城市适宜的检测时段做出了规 定， 但缺乏普遍性通用 性的准则。 申请号为 201610523425.X （—种外墙空鼓缺陷的红外质量检测方法 ） 的中国专利提出对整个墙面在阳光照射后喷冷 却液进行降温的方法， 来减少 检测误差的方法。 虽然可行但是需要对外墙表面降温 5-15分钟， 并且喷洒均匀， 实际执行过程中操作难度相对大、 费用成本较高。

[0006] 在气象条件不佳时 （如阴天， 大雾） ， 墙面的温差会十分微小， 尤其是北向外 立面红外热像仪的检测效果会大大降低； 申请号为 200810207217.4的中国专利公 开了检验古代壁画空鼓位置的非接触无损检测 方法， 通过灯泡对外墙表面进行 加温， 通过红外线热成像获得热像图， 从而判定热量上升不明显区域为空鼓区 。 这种方向虽然能使用到外墙空鼓的检测上， 从而提高对外墙空鼓的检测效率 ， 但灯泡进行再加温时， 需要供配电等检测条件， 比较繁琐， 而且外墙表面的 温度上升幅度非常的小， 受热不均匀， 效果不明显。

[0007] 2、 目前的技术手段都是利用温度差异造成检测到 的红外图像的色彩差异进行 缺陷位置的判定， 一直存在的共性问题就是， 显色差异受到后期图像处理过程 中选择的显色温度取值范围等因素有很大关系 ， 需要人为的设置调整， 对于建 筑外墙的整个普查来说人力成本、 时间消耗大大增加， 效率低下， 能够利用计 算机进行批处理计算的分析方法将能够克服识 别过程中的主观性， 提高检测识 别的可靠性。

[0008] 3、 红外法检测外墙饰面砖空鼓时， 周围环境辐射、 墙面外表面的发射率、 表 面颜色、 拍摄角度会对检测结果产生很大的影响， 红外图片上可能会出现不是 空鼓造成的温度异常区， 这样单纯依赖红外热像图和可见光图像对比存 在较高 的误判率， 为此不能充分确定饰面层粘结缺陷， 还需要采用锤击法、 拉拔法等 其他辅助检测方法进行必要的验证。

发明概述

技术问题

[0009] 本发明的目的是：

[0010] （1） 利用红外温度梯度图像查找存在缺陷的可疑位 置的方法。

[0011] 由于红外相机温度测试精度虽然不高， 但是其温度的分辨率可以达到 50mK以 上， 本发明提出将原始的红外温度图像通过数据处 理转化为温度梯度图像， 在 正常区和异常区的边界上的温度出现明显阶跃 ， 其位置的温度梯度将明显高于 区域内的梯度， 将梯度图像进行滤波处理， 和可见光轮廓线对比两种手段结合 ， 过滤掉纹理轮廓， 进一步处理， 可标识出可能存在缺陷的区域位置和轮廓。

[0012] (2) 对于检测条件不佳的场合， 尤其北立面或者太阳辐照强度不理想的情况 下， 采用激光照射对表面进行加热的辅助技术手段 ， 放大表面温差进行缺陷的 检测。 该种辅助手段利用激光束远距离传输特性实现 非接触检测， 并且加热迅 速， 加热量均匀， 可控调节并且准确， 利用照射后的温升情况与辐射量的关系 即可进行空鼓的识别判定。

[0013] (3) 对于存在温度异常的可疑区域， 利用升温降温过程中的温差变化对比， 进行饰面层空鼓缺陷是否存在的识别判定方法 。

[0014] 由于存在饰面层空鼓的区域， 在加热时空鼓表面升温快形成“热斑”， 降温时降 温快会形成“冷斑”， 利用空鼓缺陷位置与正常表面的温差会出现正 负反转的变化 特征， 排除表面发射率、 墙体材质等其他因素的影响， 进而确认空鼓是否存在 。 该技术手段提高了传统红外检测方法识别的准 确性和可靠性， 相比敲击法、 拉拔法避免了接触式检测带来的高空作业危险 ， 而且检测效率较高。

问题的解决方案

技术解决方案

[0015] 本发明的技术方案：

[0016] 一种外墙饰面层空鼓检测方法， 步骤如下：

[0017] ( 1) 当待检测外墙处于太阳辐照条件好时， 在表面升温阶段进行建筑外立面 的红外温度图像测试， 获取原始可见光图像和红外图像， 记录每张图像的编号 、 对应的拍摄位置信息以及太阳辐射强度信息；

[0018] 依据拍摄角度， 参照可见光图像的标识点， 对原始可见光图像和红外图像进行 图像整形校准， 校准为正对拍摄的平面图像；

[0019] (2) 将上一步处理得到的红外图像转化成温度梯度 图像， 依据测试情况进行 调整滤波， 去除温度梯度图像表面纹理影响， 得到表面温度异常区域轮廓图， 然后与原始可见光图像轮廓进行比较， 进而从红外图像中标识出立面原始区块 轮廓线， 剩余的其他轮廓线封闭区域表示为缺陷可疑区 块；

[0020] (3) 筛选出存在缺陷可疑区块的图像， 将得到的缺陷可疑区块对应的可疑轮 廓线标识在红外图像及原始可见光图像上， 并分别计算该缺陷可疑区块与其周 围区块的面积和平均温度；

[0021] (4) 根据记录图像的编号、 拍摄位置信息以及原始可见光图像上标识的缺 陷 可疑区域， 对建筑存在可疑缺陷部位进行定位后； 针对可疑缺陷部位在降温时 间段进行再次诊察， 重复上述步骤 ( 1) - (3) 的操作；

[0022] 汇总每个可疑缺陷部位及周围区域， 多次测量检测的平均温度， 并计算温差， 若发现温差出现明显正负交替现象， 则判定该可疑缺陷部位存在空鼓缺陷。 发明的有益效果

有益效果

[0023] 本发明的有益效果： 本发明提出的建筑外立面饰面层缺陷的检测方 法， 在实际 检测操作中可以实现远距离检测， 避免人员高空危险作业， 而且操作简便。 在 数据分析处理上不仅可以克服人为进行温度图 像色彩识别带来的主观性和不稳 定性， 还可以通过软件实现图像分析的批量处理， 或者进行实时的检测分析。 发明实施例

本发明的实施方式

[0024] 以下结合技术方案， 进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例

[0025] 外墙饰面层空鼓检测方法， 步骤如下：

[0026] ( 1) 当待检测外墙处于太阳辐照条件好时， 在表面升温阶段进行建筑外立面 的红外温度图像测试， 获取原始可见光图像和红外图像， 记录每张图像的编号 、 对应的拍摄位置信息以及太阳辐射强度信息；

[0027] 依据拍摄角度， 参照可见光图像的标识点， 对原始可见光图像和红外图像进行 图像整形校准， 校准为正对拍摄的平面图像；

[0028] (2) 将上一步处理得到的红外图像转化成温度梯度 图像， 依据测试情况进行 调整滤波， 去除温度梯度图像表面纹理影响， 得到表面温度异常区域轮廓图， 然后与原始可见光图像轮廓进行比较， 进而从红外图像中标识出立面原始区块 轮廓线， 剩余的其他轮廓线封闭区域表示为缺陷可疑区 块；

[0029] (3) 筛选出存在缺陷可疑区块的图像， 将得到的缺陷可疑区块对应的可疑轮 廓线标识在红外图像及原始可见光图像上， 并分别计算该缺陷可疑区块与其周 围区块的面积和平均温度；

[0030] (4) 根据记录图像的编号、 拍摄位置信息以及原始可见光图像上标识的缺 陷 可疑区域， 对建筑存在可疑缺陷部位进行定位后； 针对可疑缺陷部位在降温时 间段进行再次诊察， 重复上述步骤 ( 1) - (3) 的操作；

[0031] 汇总每个可疑缺陷部位及周围区域， 多次测量检测的平均温度， 并计算温差， 若发现温差出现明显正负交替现象， 则判定该可疑缺陷部位存在空鼓缺陷。

[0032] 对于要求的检测时间内， 气象条件不好， 表面温度没有明显差异的情况下， 利 用激光面光源照射待检测外墙 2-5分钟， 并用红外相机跟踪记录照射区域的温度 上升和恢复的整体变化情况， 观察区域内是否出现温度异常区域， 若出现异常 区， 选取现象明显的区域面， 通过步骤 ( 1) - (3) 进行图像分析处理， 并绘制 异常区域与周围区域的温度变化曲线； 利用面光源的激光发射功率进行建筑外 表面传热计算， 如计算结果与实际测试吻合， 则判定该区域为空鼓缺陷位置。