基于物联网技术的混凝土结构无损检测研究

引言：随着我国信息化技术的成熟与普及，智能化与信息化已经是建筑业发展的必由之路，而物联网则是实现这一愿景的重要工具，其能够对数据进行实时采集，并予以分析，在建筑施工产业内，具有广阔的应用空间。本文将鉴于此，分析混凝土检测现状，再从物联网的三个层级，即感知层、传输层、应用层为切入点，分析基于物联网技术的混凝土结构无损检测，旨在为有关企业提供一定的参考，从而确保结构的稳定性与实用性，确保使用者的生命财产安全。

1 混凝土结构检测现状分析

在进行建筑施工的过程中，确保混凝土结构实体质量，是保证建筑结构安全的关键要素。根据GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中的相关规定，有关单位/部门必须对具有代表性的部位予以结构实体检验，检验项目包括但不限于尺寸偏差、结构位置、钢筋保护层厚度以及混凝土强度等。在上述项目当中，以钢筋保护层厚度与楼板厚度检测最为重要。目前，在检测这两个项目时，无损检测为首要的技术手段。其中，楼板厚度测量，多通过超声波测厚仪器进行。其原理如下：在楼板底部进行超声波射线探头的安装，在楼板顶面进行接受探头的安装。利用超声波，对两个探头间的距离进行测量，从而得到楼板的厚度数据。钢筋保护层的测量，主要通过电磁感应式钢筋探测仪器进行。其原理如下，在金属探测器的影响下，可产生电磁场，电磁场的作用下，会有感应电动势产生。对电信号与测量仪器间的距离进行测量，可获得钢筋保护层的厚度数据。

相比以人工为实现方法，以剔凿、转孔为实现手段的测量方式，上述两种测量方式具有显著优势。但是需要重视的是，其缺陷也十分明显。即，检测仪器多为单机设备，且不具备数据处理功能，在采集完数据之后，依旧须要通过人工开展数据的统计与处理，存在效率低，差错大，工作强度大的缺陷，而物联网技术的出现，则很好地解决了这一问题[1]。

2 基于物联网技术的混凝土结构检测系统架构该结构由三部分组成，即感应层、传输层与应用层。

2.1 感知层

感知层检由钢筋扫描仪与楼板测厚仪为传感器，主要对数据进行检测。楼板测厚仪的测试方法如下，把探头紧贴楼板顶面，在左右慢慢移动探头，使屏幕上厚度值逐渐减小，直到找到最小值的位置，则该位置正好位于发射探头正上方，显示的厚度值即为该测点的楼板厚度 。确认显示值为楼板厚度时，按确定键贮存，该测点测厚完成 。钢筋扫描仪的使用方法如下：确定箍筋位置，在间距大的箍筋中间以慢速匀速移动传感器，人工判定钢筋位置；在相反的方向重新扫描一次，两次扫描结果相互验证。为了慎重起见，最好在另外两条上层钢筋中间重复上述测量，以核实测量结果，并且准确定位钢筋[2]。

2.2 传输层

传输层是连接感应层与应用层的桥梁，究其本质，是各类通信协议。常见的通信协议包括但不限于 TCP/IP、HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、UDP、DNS、MQTT 等[3]。

2.3 应用层

应用层由以下四部分组成。

一是数据重构技术。受多种元素影响，由感知层采集到的数据，可能存在数据重复、数据异常以及数据缺失等问题。数据是整个物联网得以顺利运行的核心元素，不准确的数据会影响专家系统的判断。因此，可用人工智能技术，填补错误数据，重构异常数据，标记重复数据，确保数据的可信度与可操作性[4]。

二是专家系统。专家系统的核心有两个。首先是推理机，该部分是整个物联网架构的大脑。感知层接受到的数据上传至应用层后，由推理机进行分析推理，分析其是否符合国家标准。其次则是知识库，在知识库中储存大量信息化数据，包括但不限于国家标准，合同要求等，其主要作用为向推理机提供数据支持。

三是统计系统。分别按照公司、分公司、 项目部权限自动对混凝土强度检测合格率进行统计、展示，可针对不同分公司、项目部、施工队、时间区 间、分部工程等指标的合格率展示统计图表。所有统计图表均支持导出为带电子签章的PDF 报告，其中红标数据（合格率低于 90% ）将自动触发质量整改流程，并推送至企业OA 系统形成闭环管理。这种分层级、可追溯的统计机制，既满足了日常质量管控需求，更为质量事故责任认定提供了不可篡改的数据凭证[5]。

四是数据综合查询库。在混凝土强度检测数据管理方面，系统建立了完善的多维度数据管理体系。除了基础的项目名称、楼栋号等查询条件外，系统还支持按施工阶段（如基础、主体、装饰装修）、混凝土强度等级（C30、C35 等）、浇筑日期等多重维度进行交叉检索。通过引入大数据分析技术，系统能够自动生成混凝土强度发展曲线，直观展示不同龄期强度增长情况。穿透式查阅功能可追溯至单次检测的原始记录，包括检测时间、检测设备编号、环境温湿度等全流程数据，确保数据可追溯性[6]。

结束语：总而言之，确保建筑的质量，首先要确保混凝土结构的质量。作为一种新型的信息化技术，物联网技术在混凝土质量检测领域，具有以下优势。一是方便快捷，提高作业效率，减少作业时间。二是无需人工统计数据，精准程度高。三是无需过多人工参与，可节省用工成本。但需要重视的是，其缺陷也十分明显。主要表现有以下两点。一是作为一种以高精尖为主要特点，需要使用大量电子仪器的技术手段，物联网技术初期投入较大，对于部分中小型企业而言，具有较大的应用压力。二是物联网技术较为复杂，对技术人员的专业知识有较高要求。因此，如何使物联网技术廉价化，简单化，应是有关部门亟待解决的重要问题。

参考文献：

[1]任增鹏,陈兆荣,庞云山,等. 基于物联网技术的非金属矿山“人-机-环”状态感知研究[J].物联网技术,2025,15(16):17-19.

[2]邵汉舒. 基于设备管理工业物联网的设备异常监测与故障诊断方法研究[J].物联网技术,2025,15(16):87-90+94.

[3]朱益兵,燕春阳. 基于物联网传感器的混凝土桥梁细微裂纹检测方法[J].物联网技术,2025,15(16):10-12.

[4]李永鹏,李婷. 基于物联网与遥感的三维城市空间规划方法[J].物联网技术,2025,15(16):122-124.

[5]梅家兴.深基坑自动化动态实时监测物联网技术[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(23):62-64.

[6]曾巍伟.基于物联网的房建项目试验检测方法研究[J].广东交通职业技术学院学报,2022,21(04):82-87.

作者简介：杨光（1994—），男，汉族，山东省济南市人，硕士，工程师，研究方向：建筑工程领域。