本发明涉及混凝土钢筋无损检测，具体而言，涉及一种基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法、设备和介质。
背景技术：
1、目前部分混凝土电杆内部的钢筋材料、直径、保护层厚度以及间距等状态参数不符合国家设计标准，使其在远低于设计使用年限时便出现结构性失效，从而提前失效，对电力系统的安全稳定运行造成了极大的影响，如何通过无损检测判断电杆内的钢筋是否失效具有极大的实际价值。
2、现在对于混凝土内钢筋的状态测量往往是通过直接挖掘进行探测，该方法的成本较大，且进行挖掘前的判断依据不明确，严重影响混凝土钢筋的检测。常见对混凝土钢筋进行无损检测的方法如电化学法只有在混凝土钢筋产生严重损害甚至断裂时才可以检测到钢筋状态产生变化，这些无损检测方法在时间上的滞后性不利于钢筋的及时更换维修。用于钢筋状态检测的脉冲涡流系统产品基于涡流的扩散行为，对接收信号进行处理，并与参考信号进行比较，消除材料属性，从而读取物体的平均厚度，用于判断被测物体的运行状态。然而，该方法仅考虑了样品厚度的变化，未考虑损坏区域内电导率和磁导率也会降低，测量的准确率较低。也有一些方法可以根据钢筋运行时状态最大磁场强度的变化表示样品磁导率的变化，通过对最大磁场强度的归一化测量得到样品电导率的变化，该方法可以一定程度上的测量钢筋的运行程度，然而磁场强度的最大值很大程度上取决于发射线圈的激励幅值，且受到一次场的干扰较大，导致测量结果不够准确。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在现有无损检测方法难以精准判断混凝土钢筋的运行状态是否失效的技术问题之一。
2、为此，本发明第一方面提供了一种基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法。
3、本发明第二方面提供了一种计算机设备。
4、本发明第三方面提供了一种计算机刻度存储介质。
5、本发明提供了一种基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，包括：
6、获取钢筋的脉冲涡流衰减时间常数；
7、根据衰减时间常数测量钢筋的电导率、相对磁导率和厚度；
8、对电导率、相对磁导率和厚度进行pca主成分分析，获得能够用于表示钢筋运行状态的主成分参数，并将其定义为相对状态值；
9、根据相对状态值的幅值量化混凝土钢筋的运行状态。
10、根据本发明上述技术方案的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，还可以具有以下附加技术特征：
11、在上述技术方案中，所述获取钢筋的脉冲涡流衰减时间常数，包括：
12、对待测混凝土钢筋建立脉冲涡流检测模型；
13、获取脉冲涡流检测模型中包含二次磁场信息的检测信号；
14、获取所述检测信号衰减部分的衰减时间常数。
15、在上述技术方案中，所述脉冲涡流检测模型包括激励源、发射线圈和接收线圈，所述激励源与发射线圈相连，通过发射线圈向待测混凝土钢筋发射脉冲激励信号；所述接收线圈用于采集全时域的磁场信号。
16、在上述技术方案中，所述获取脉冲涡流检测模型中包含二次磁场信息的检测信号，包括：
17、将关断发射线圈后接收线圈采集到的信号定义为目标信号；其中，目标信号包含二次磁场信息；
18、所述目标信号表示为：
19、
20、其中，u(t)表示接收线圈的时域感应电压；ξk表示发射线圈参数与钢筋参数之间的物理联系；βm表示钢筋比例系数，与钢筋参数相关；目标信号为留数形式，m和k分别表示对应参数的序数；μ表示磁导率；σ表示电导率；t表示时间；amk表示目标信号的幅值，与发射线圈参数以及混凝土钢筋参数相关；
21、其中，所述钢筋参数包括钢筋的电导率、相对磁导率和厚度；
22、衰减时间常数为：
23、
24、其中，α(t)表示衰减率。
25、在上述技术方案中，所述根据衰减时间常数测量钢筋的电导率、相对磁导率和厚度，包括：
26、
27、其中，ξ1表示发射线圈参数对目标信号的影响；dr表示钢筋厚度；μr表示钢筋的相对磁导率；h表示钢筋埋深；
28、根据已知的发射线圈参数计算钢筋的电导率、相对磁导率和厚度。
29、在上述技术方案中，所述对电导率、相对磁导率和厚度进行pca主成分分析，获得能够用于表示钢筋运行状态的主成分参数，并将其定义为相对状态值，包括：
30、将钢筋的电导率、相对磁导率以及钢筋厚度依次设置为a1，a2，a3；
31、对a1，a2和a3进行降维以使用更少的特征量来表述钢筋的运行状态：
32、
33、其中，pi表示降维后的第i个主成分；aj表示降维前的第j个特征，m＝3；ai,j表示第i个主成分和第j个特征的因子载荷；
34、i的最大值n等于2，则有：
35、
36、计算每个主成分的解释方差：
37、
38、其中，var[pi]表示第i个主成分的方差；
39、将解释方差最大的主成分设置为相对状态值，用于表示钢筋混凝土的运行状态。
40、在上述技术方案中，所述根据相对状态值的幅值量化混凝土钢筋的运行状态，包括：
41、对相对状态值进行归一化处理；
42、根据归一化结果判断混凝土钢筋的运行状态。
43、在上述技术方案中，规定归一化处理后的相对状态值取值为0时，表示混凝土钢筋为正常运行；规定归一化处理后的相对状态值取值为1时，表示混凝土钢筋已经产生断点。
44、本发明提供的一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载并执行时实现如上述技术方案中任一项所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法。
45、本发明提供的一种计算机可读存储介质，存储有程序，当所述程序被处理器加载时实现如上述技术方案中任一项所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法。
46、综上所述，由于采用了上述技术特征，本发明的有益效果是：
47、本发明提高了混凝土钢筋运行状态检测完整性，根据脉冲涡流检测混凝土钢筋运行状态前后电导率、相对磁导率以及厚度的变化，可以更加全面表示的混凝土钢筋的运行状态信号。提高了混凝土钢筋运行状态检测的精度，通过对三个参数的检测，可以降低单个变量表达可能出现的误差，且测量的是发射线圈关断后的二次磁场，测量的信号更能准确的表示混凝土钢筋的信息。提高了混凝土钢筋运行状态检测的效率，只分析关断时间后的波形信号，可以有效减少杂波信号的干扰，且通过pca降维，得到的用于表示混凝土钢筋运行状态程度的参数更加简便，可以更为便捷的诊断混凝土钢筋运行状态。
48、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述获取钢筋的脉冲涡流衰减时间常数，包括：
3.根据权利要求2所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述脉冲涡流检测模型包括激励源、发射线圈和接收线圈，所述激励源与发射线圈相连，通过发射线圈向待测混凝土钢筋发射脉冲激励信号；所述接收线圈用于采集全时域的磁场信号。
4.根据权利要求3所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述获取脉冲涡流检测模型中包含二次磁场信息的检测信号，包括：
5.根据权利要求4所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述根据衰减时间常数测量钢筋的电导率、相对磁导率和厚度，包括：
6.根据权利要求1所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述对电导率、相对磁导率和厚度进行pca主成分分析，获得能够用于表示钢筋运行状态的主成分参数，并将其定义为相对状态值，包括：
7.根据权利要求1所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，所述根据相对状态值的幅值量化混凝土钢筋的运行状态，包括：
8.根据权利要求7所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法，其特征在于，规定归一化处理后的相对状态值取值为0时，表示混凝土钢筋为正常运行；规定归一化处理后的相对状态值取值为1时，表示混凝土钢筋已经产生断点。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器加载并执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有程序，当所述程序被处理器加载时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于脉冲涡流的混凝土钢筋运行状态评估方法。
