在基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維領(lǐng)域，混凝土結(jié)構(gòu)的鹽害侵蝕問題始終是威脅工程安全、縮短使用壽命的核心隱患，而氯離子濃度檢測則是破解這一難題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)檢測方法受限于流程繁瑣、滯后性強(qiáng)等短板，難以適配現(xiàn)代工程高效、精準(zhǔn)的監(jiān)測需求。日本Photoscience研發(fā)的SCl System混凝土檢測裝置，依托近紅外光譜技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了混凝土氯離子檢測的場景化突破，為多領(lǐng)域工程提供了高效可靠的檢測解決方案，彰顯了光譜技術(shù)賦能基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測的核心價(jià)值。
一、技術(shù)內(nèi)核：近紅外光譜技術(shù)的檢測原理與優(yōu)勢
近紅外光譜技術(shù)（NIR）作為一種快速、無損的分析技術(shù)，其核心魅力源于光與物質(zhì)的特異性相互作用——當(dāng)近紅外光照射樣品時(shí)，光子會(huì)被物質(zhì)中的含氫基團(tuán)吸收并引發(fā)分子振動(dòng)能級(jí)躍遷，通過捕捉透射或反射光的光譜特征，即可反向解析樣品成分及濃度信息，形成獨(dú)特的“光譜指紋圖譜"。相較于SEM-EDS、μXRF等傳統(tǒng)光譜分析技術(shù)，近紅外光譜技術(shù)在現(xiàn)場檢測場景中具備顯著優(yōu)勢，無需復(fù)雜樣品預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析，完1美契合混凝土結(jié)構(gòu)氯離子檢測的實(shí)戰(zhàn)需求。
在混凝土氯離子檢測中，近紅外光譜技術(shù)的適配性的核心在于對(duì)特征光譜段的精準(zhǔn)捕捉?；炷林械穆入x子與其他成分在近紅外波段的吸收特性存在明顯差異，通過鎖定特定光譜范圍，可有效排除水泥、砂石、水分等雜質(zhì)的干擾，實(shí)現(xiàn)氯離子濃度的精準(zhǔn)反演。這種技術(shù)特性不僅打破了傳統(tǒng)化學(xué)分析法對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的依賴，更實(shí)現(xiàn)了“檢測-分析-決策"的現(xiàn)場閉環(huán)，為工程運(yùn)維提供即時(shí)數(shù)據(jù)支撐。
二、產(chǎn)品賦能：SCl System對(duì)近紅外光譜技術(shù)的場景化落地
Photoscience SCl System并非簡單搭載近紅外光譜技術(shù)，而是基于混凝土檢測的實(shí)際痛點(diǎn)，對(duì)技術(shù)進(jìn)行了場景化優(yōu)化與集成化設(shè)計(jì)，將光譜技術(shù)的理論優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實(shí)戰(zhàn)能力，構(gòu)建起“高精度、便攜化、高效化"的檢測體系。
（一）精準(zhǔn)光譜設(shè)計(jì)：鎖定氯離子檢測核心波段
SCl System將檢測波長范圍精準(zhǔn)定位在1350-2500nm的短波近紅外區(qū)域，這一范圍既覆蓋了氯離子的特征吸收波段，又能有效規(guī)避混凝土中水分等成分的光譜干擾。其中，2150-2350nm波段專門用于氯離子特征識(shí)別，通過捕捉該波段的光譜強(qiáng)度變化反演氯離子濃度；1350-1550nm波段則用于輔助校準(zhǔn)，結(jié)合主成分分析算法優(yōu)化檢測精度，確保在復(fù)雜基質(zhì)中仍能獲得穩(wěn)定可靠的檢測結(jié)果。搭配祖爾尼特納型高亮度光譜儀（亮度F/3.2）與2級(jí)電子冷卻型InGaAs線性圖像傳感器，設(shè)備分辨率達(dá)7nm、波長精度控制在1nm以內(nèi)，可捕捉到微量氯離子濃度變化對(duì)應(yīng)的光譜差異，檢測結(jié)果精準(zhǔn)匹配實(shí)驗(yàn)室分析標(biāo)準(zhǔn)。
（二）便攜化集成：適配復(fù)雜現(xiàn)場檢測環(huán)境
鹽害環(huán)境下的混凝土檢測多集中于戶外無電源場景，如跨海大橋橋墩、沿海海堤、高速公路匝道等，對(duì)設(shè)備的便攜性與環(huán)境適應(yīng)性提出極1高要求。SCl System采用一體化集成設(shè)計(jì)，設(shè)備尺寸僅為450(H)×160(W)×360(D)mm，重量約14kg，搭配專用便攜式電源可脫離AC100V市電持續(xù)工作，徹1底擺脫實(shí)驗(yàn)室與固定電源的束縛。其光纖單元的針對(duì)性設(shè)計(jì)進(jìn)一步強(qiáng)化了現(xiàn)場適用性：6.3mm外徑的探頭配備不銹鋼軟管保護(hù)，可深入混凝土鉆孔內(nèi)部檢測；2m長的光纖搭配0.2的數(shù)值孔徑，能靈活調(diào)整檢測距離，避免死角同時(shí)保護(hù)光纖端面，適配橋梁、碼頭、老舊建筑等不同結(jié)構(gòu)的檢測需求。
（三）高效化流程：重構(gòu)氯離子檢測閉環(huán)
傳統(tǒng)化學(xué)分析法（如JCI/JIS方法）需現(xiàn)場取樣、實(shí)驗(yàn)室消解、成分分析等多環(huán)節(jié)，全程耗時(shí)長達(dá)一周，難以滿足大規(guī)模排查與緊急決策需求。SCl System依托近紅外光譜技術(shù)的快速檢測特性，數(shù)分鐘內(nèi)即可完成從光譜采集到濃度測算的全流程，且僅需微量取樣或表面檢測，無需破壞結(jié)構(gòu)本體。檢測過程中，迷你筆記本電腦可實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、存儲(chǔ)、導(dǎo)出，生成可視化檢測報(bào)告，為現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)決策提供即時(shí)數(shù)據(jù)支撐，將檢測效率提升數(shù)十倍，大幅降低工程運(yùn)維的時(shí)間成本。
三、場景落地：多領(lǐng)域混凝土氯離子檢測的實(shí)踐應(yīng)用
憑借近紅外光譜技術(shù)的賦能與產(chǎn)品的場景化設(shè)計(jì)，SCl System已在鹽害環(huán)境混凝土檢測的多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)成熟應(yīng)用，成為連接技術(shù)檢測與工程運(yùn)維決策的核心紐帶，有效解決不同場景下的氯離子檢測痛點(diǎn)。
（一）海洋及沿海工程：動(dòng)態(tài)監(jiān)測氯離子滲透趨勢
港口碼頭、跨海橋梁、海堤等設(shè)施長期受海水浸泡與鹽霧侵蝕，氯離子滲透速率快、侵蝕深度深，需常態(tài)化監(jiān)測以預(yù)警腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。SCl System可對(duì)橋墩底部、碼頭面板、海堤迎潮面等關(guān)鍵部位進(jìn)行周期性檢測，快速定位高濃度氯離子聚集區(qū)域，結(jié)合不同周期的檢測數(shù)據(jù)，分析氯離子滲透規(guī)律與結(jié)構(gòu)劣化趨勢，為陰極保護(hù)、混凝土修補(bǔ)、保護(hù)層加厚等防護(hù)措施的實(shí)施提供精準(zhǔn)依據(jù)，延長海洋工程使用壽命。
（二）道路與交通工程：破解除冰鹽侵蝕檢測難題
寒冷地區(qū)高速公路橋梁、城市高架橋冬季頻繁使用除冰鹽，氯離子隨雨雪水滲透至混凝土內(nèi)部，在橋面接縫、匝道等部位形成局部高濃度區(qū)域，傳統(tǒng)檢測方法難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？焖倥挪椤Cl System可高效完成整座橋梁、隧道襯砌的氯離子濃度掃描，精準(zhǔn)識(shí)別易積累區(qū)域，為養(yǎng)護(hù)部門優(yōu)化除冰鹽使用方案、制定局部修復(fù)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐，避免道路結(jié)構(gòu)因腐蝕提前報(bào)廢，保障交通基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行。
（三）工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施：強(qiáng)化特殊環(huán)境質(zhì)量管控
化工廠房、鹽化工設(shè)施、污水處理廠等場所的生產(chǎn)環(huán)境或處理介質(zhì)含高濃度鹽分，混凝土結(jié)構(gòu)侵蝕風(fēng)險(xiǎn)極1高。SCl System可實(shí)現(xiàn)全生命周期檢測管控：新建工程階段，抽檢骨料、外加劑及成型混凝土的氯離子含量，確保符合GB/T50082-2024等標(biāo)準(zhǔn)要求；既有結(jié)構(gòu)運(yùn)維階段，定期監(jiān)測關(guān)鍵部位氯離子濃度變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)侵蝕隱患，避免結(jié)構(gòu)劣化影響生產(chǎn)安全，為特殊環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)提供合規(guī)性與安全性支撐。
（四）老舊建筑改造：優(yōu)化修復(fù)決策精準(zhǔn)度
服役超數(shù)十年的老舊混凝土建筑已進(jìn)入耐久性劣化高發(fā)期，改造修復(fù)前需快速明確氯離子污染程度與范圍。SCl System可現(xiàn)場完成全結(jié)構(gòu)檢測，無需等待實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，大幅縮短前期調(diào)研周期；同時(shí)精準(zhǔn)劃分輕度、中度、重度侵蝕區(qū)域，為修復(fù)方案制定提供量化依據(jù)，避免過度維修或修復(fù)不足，在保障修復(fù)效果的同時(shí)降低改造成本。
四、行業(yè)價(jià)值：光譜技術(shù)推動(dòng)混凝土檢測體系升級(jí)
SCl System的推廣應(yīng)用，不僅是近紅外光譜技術(shù)在混凝土檢測領(lǐng)域的成功落地，更推動(dòng)了行業(yè)監(jiān)測理念與技術(shù)體系的迭代升級(jí)。從檢測模式來看，其實(shí)現(xiàn)了從“實(shí)驗(yàn)室滯后檢測"向“現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測"、從“破壞性取樣"向“無損/微損檢測"的雙重轉(zhuǎn)變，契合現(xiàn)代工程運(yùn)維“精準(zhǔn)化、高效化、綠色化"的發(fā)展趨勢，尤其適用于大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施的耐久性排查與長期監(jiān)測。
從技術(shù)賦能來看，SCl System為混凝土耐久性檢測的數(shù)字化、智能化提供了可行路徑。其采集的高維度光譜數(shù)據(jù)與氯離子濃度數(shù)據(jù)，可與大數(shù)據(jù)分析、AI算法結(jié)合，構(gòu)建結(jié)構(gòu)劣化預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)修復(fù)"向“主動(dòng)預(yù)警"的轉(zhuǎn)變，為工程全生命周期運(yùn)維提供科學(xué)支撐。同時(shí)，設(shè)備檢測精度可滿足DBJ50/T 251-2017《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范要求，為檢測工作提供合規(guī)性保障，加速光譜技術(shù)在工程檢測領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。
在成本控制層面，SCl System通過提前預(yù)警腐蝕風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化維護(hù)決策，可大幅降低結(jié)構(gòu)維修加固費(fèi)用與停產(chǎn)損失，實(shí)現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、降成本、延壽命"的運(yùn)維目標(biāo)，對(duì)保障基礎(chǔ)設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行、提升工程建設(shè)效益具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
五、結(jié)語
近紅外光譜技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，為混凝土氯離子檢測提供了全新技術(shù)路徑，而Photoscience SCl System則通過場景化設(shè)計(jì)與集成化優(yōu)化，讓這項(xiàng)技術(shù)真正落地于工程實(shí)踐，成為賦能鹽害環(huán)境混凝土檢測的核心裝備。從海洋工程到道路設(shè)施，從新建項(xiàng)目到老舊改造，SCl System以精準(zhǔn)、高效、便攜的優(yōu)勢，破解了傳統(tǒng)檢測的諸多痛點(diǎn)，為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性保護(hù)注入技術(shù)動(dòng)力。隨著基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維需求的不斷升級(jí)，近紅外光譜技術(shù)與檢測設(shè)備的深度融合將成為行業(yè)趨勢，SCl System這類產(chǎn)品也將在工程安全保障中發(fā)揮愈發(fā)重要的作用，推動(dòng)行業(yè)向更高效、更精準(zhǔn)、更可持續(xù)的方向發(fā)展。
