【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路材料室内损伤检测，尤其是涉及一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置及方法。
技术介绍
1、沥青路面具有连续性好、噪声低、舒适性高、维修方便等优点，是最常用的路面结构。大量的沥青路面在使用过程中都会出现不同程度的路面病伤，部分路面甚至在服役初期即出现了大面积的损坏。其中水对沥青路面的使用性能有严重影响，是导致沥青路面过早破损的主要原因之一。路面中的水可能通过道路表面的裂缝、接缝、路肩等部位渗入内部结构，造成隐性水损伤。因此，为了提高路面服役寿命和保障道路运行安全，工程师有必要对内部的水损伤进行可视化检测。
2、沥青混合料内部水损伤检测方法一般分为室内法和现场法。室内法通过使用特殊的实验室设备获取样品的含水率和孔隙率来评估水损伤的发展。超声波作为一种应用较广泛的室内检测方法，可以通过波速波幅等指标检测沥青材料的内部损伤，无法呈现可视化结果，如专利申请cn115097001a公开的一种沥青混合料损伤检测方法，基于超声波检测提取的声学参数以及超声波声速与沥青混合料损伤系数的回归预测模型进行损伤分析。计算机断层扫描可以提供水损伤位置的可视化结果，但具有一定程度的辐射，对操作人员和应用环境有严格的要求。现场法主要是利用探地雷达和红外热像仪。虽然这些技术能够实现沥青材料内部水损伤的可视化，但仍存在波形主观判断和易受外部环境因素影响的缺点。
技术实现思路
1、电容层析成像技术是一种在工业生产运输过程中较为成熟的多相流系统检测技术。不同于其他检测技术，电容层析成
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，包括：
4、移动式环形电容传感器，用于可竖向移动地嵌套于待测试件上，该移动式环形电容传感器上包括多个检测电极；
5、数据采集模块，通过开关选通阵列与所述检测电极连接，用于获取所述移动式环形电容传感器沿待测试件移动时产生的电容数据，所述电容数据包括待测试件上多个截面处的电容序列值；
6、数据处理模块，用于根据所述电容数据生成所述待测试件各截面的电容总和值沿待测试件竖向方向的波动图；
7、水损伤成像模块，用于根据所述波动图获得损伤检测结果，并生成水损伤三维立体图像，所述损伤检测结果包括基于所述波动图中最大波动处确定的内部水损伤中心位置。
8、进一步地，所述移动式环形电容传感器还包括空心圆柱形基座、固定下底盘、边缘屏蔽和外部屏蔽，所述空心圆柱形基座安装于固定下底盘上，多个所述检测电极分布设置于空心圆柱形基座外表面，所述边缘屏蔽为环状，套设于各所述检测电极的两端部，所述外部屏蔽为环状，套设于各所述检测电极外，且在长度方向上覆盖所述空心圆柱形基座，所述固定下底盘上设置有使所述移动式环形电容传感器固定于待测试件某个位置的径向螺纹孔。
9、进一步地，所述边缘屏蔽和外部屏蔽与所述检测电极之间均绝缘。
10、进一步地，所述空心圆柱形基座和固定下底盘均由绝缘材料制成。
11、进一步地，所述检测电极、边缘屏蔽和外部屏蔽均由导电金属材料制成。
12、进一步地，多个所述检测电极等距固定在所述空心圆柱形基座外表面中间处。
13、进一步地，所述水损伤三维立体图像是对各截面的二维剖面图像进行插值运算获得，所述二维剖面图像的获取具体为：
14、对某个截面的电容序列值进行归一化处理，结合灵敏度分布矩阵和电容层析成像重建算法反算介电常数灰度值，重建获得该截面的二维剖面图像。
15、第二方面，本专利技术提供一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测方法，包括以下步骤：
16、通过检测电极采集待测试件多个截面处的电容序列值；
17、基于所述电容序列值计算获得各截面的电容总和值，生成所述待测试件各截面的电容总和值沿待测试件竖向方向的波动图；
18、根据所述波动图获得损伤检测结果，并生成水损伤三维立体图像，所述损伤检测结果包括基于所述波动图中最大波动处确定的内部水损伤中心位置。
19、进一步地，通过所述检测电极在所述待测试件竖向方向的移动获得各截面处的电容序列值。
20、进一步地，所述水损伤三维立体图像是对各截面的二维剖面图像进行插值运算获得，所述二维剖面图像的获取具体为：
21、对某个截面的电容序列值进行归一化处理，结合灵敏度分布矩阵和电容层析成像重建算法反算介电常数灰度值，重建获得该截面的二维剖面图像。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术通过将移动式环形电容传感器嵌套在沥青混合料试件上进行竖向移动，改变以往环形电容传感器电极的固定测量模式，仅使用少量检测极板可以测量沥青混合料试件多个截面，节约成本提高效率。
24、(2)本专利技术通过测得各个截面的电容序列值，计算对应截面的电容总和值，绘制电容总和值沿试件竖向方向变化图，实现检测结果可视化，能够快速判断出内部水损伤的大致位置。
25、(3)本专利技术对可能存在水损伤的截面进行二维图像重建，进而通过插值运算得到水损伤三维立体图像，可直观得到沥青混合料内部水损伤的形状特征，提高检测效率。
26、(4)本专利技术采用移动式环形电容传感器实现电容采集，造价低廉，检测成本较低，且相对于ct技术而言无放射性，经济安全。
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1.一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述移动式环形电容传感器还包括空心圆柱形基座、固定下底盘、边缘屏蔽和外部屏蔽，所述空心圆柱形基座安装于固定下底盘上，多个所述检测电极分布设置于空心圆柱形基座外表面，所述边缘屏蔽为环状，套设于各所述检测电极的两端部，所述外部屏蔽为环状，套设于各所述检测电极外，且在长度方向上覆盖所述空心圆柱形基座，所述固定下底盘上设置有使所述移动式环形电容传感器固定于待测试件某个位置的径向螺纹孔。
3.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述边缘屏蔽和外部屏蔽与所述检测电极之间均绝缘。
4.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述空心圆柱形基座和固定下底盘均由绝缘材料制成。
5.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述检测电极、边缘屏蔽和外部屏蔽均由导电金属材料制成。
6.
7.根据权利要求1所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述水损伤三维立体图像是对各截面的二维剖面图像进行插值运算获得，所述二维剖面图像的获取具体为：
8.一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测方法，其特征在于，通过所述检测电极在所述待测试件竖向方向的移动获得各截面处的电容序列值。
10.根据权利要求9所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测方法，其特征在于，所述水损伤三维立体图像是对各截面的二维剖面图像进行插值运算获得，所述二维剖面图像的获取具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述移动式环形电容传感器还包括空心圆柱形基座、固定下底盘、边缘屏蔽和外部屏蔽，所述空心圆柱形基座安装于固定下底盘上，多个所述检测电极分布设置于空心圆柱形基座外表面，所述边缘屏蔽为环状，套设于各所述检测电极的两端部，所述外部屏蔽为环状，套设于各所述检测电极外，且在长度方向上覆盖所述空心圆柱形基座，所述固定下底盘上设置有使所述移动式环形电容传感器固定于待测试件某个位置的径向螺纹孔。
3.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述边缘屏蔽和外部屏蔽与所述检测电极之间均绝缘。
4.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥青混合料水损伤室内检测装置，其特征在于，所述空心圆柱形基座和固定下底盘均由绝缘材料制成。
5.根据权利要求2所述的基于电容测量的沥...
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