一种混凝土碳化深度测量装置及其测量的方法

摘要

本发明公开一种无接触式混凝土碳化深度测量装置及其测量方法，所述装置包括：扫描装置，用于对剔凿部位的孔洞进行立体三维成像；数据处理装置，连接于所述扫描装置以接收立体三维成像数据；显示装置，连接于所述数据处理装置以显示未碳化部分的边界图形和碳化深度值；所述方法包括：步骤1，对混凝土面进行取孔操作；步骤2，用洗耳球将碳化测量部位中的粉末及碎屑进行清除；步骤3，将酚酞酒精溶液喷洒在碳化测量部位；步骤4，采用扫描装置对剔凿后孔洞进行立体扫描成像；步骤5，获得混凝土碳化深度。本发明中所述装置及其测量方法减少了测量过程中的人为干预，减小了人工测量误差，并提高了测量的效率。

说明书

技术领域

本发明属于混凝土检测技术领域，具体涉及一种混凝土碳化深度测量装置及其测量的方法。

背景技术

目前，混凝土碳化深度测量采用如下的技术方案：

1、可采用工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度；

2、应清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗；

3、应采用浓度为1％～2％的酚酞酒精溶液喷洒在孔洞处，当已碳化与未碳化界线清晰时，应采用碳化深度测量仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，并应测量3次，每次读取应精确至0.25mm；

4、应取三次测量的平均值作为检测结果，并应精确至0.5mm。

采用的数显碳化深度尺配合手工的方式完成测量，在实际的测量过程中存在如下技术问题：

1、已碳化与未碳化混凝土交界面依靠测量人员观察决定，对三个测量点的选择没有明确规定，人为因素较多，不能反映出混凝土真实碳化深度。

2、由于采用人工手动测量，测量点数受限，测量精度不够，如果增加测量点会更加准确，但会大大增加测量时间，影响检测效率。

3、数据采集过程中测量人员需要对测量数值进行修约，数值容易产生偏差。

4、测量仪器均为接触式的，而被接触的测点多为不平整之处，难以准确测得起始点。

基于现有技术存在的如上技术问题，本发明人结合多年的混凝土测试经验，提出一种混凝土碳化深度测量装置及其测量的方法。

发明内容

本发明提供一种无接触式混凝土碳化深度测量装置及其测量方法。

本发明采用以下技术方案：

一种无接触式混凝土碳化深度测量装置，包括测量装置本体，所述测量装置本体包括：

扫描装置，用于对剔凿部位的孔洞底部各点进行立体三维扫描，形成孔洞的三维立体成像文件；

数据处理装置，将扫描后三维图像的数据文件进行数据分析，获得所测部位的孔洞的碳化深度值；

显示装置，连接于所述数据处理装置以显示未碳化部分的边界图形和碳化深度值。

进一步地，所述扫描装置为三维扫描成像装置。

进一步地，所述测量装置本体上还设有支撑脚。

本发明还提供一种应用无接触式混凝土碳化深度测量装置进行深度测量的方法，包括如下步骤：

步骤1，对混凝土面进行取孔操作，其中，凿开直径为10mm～20mm孔洞，深度大于混凝土的碳化深度；

步骤2，用洗耳球将碳化测量部位中的粉末及碎屑进行清除；

步骤3，采用喷壶将浓度为1-2％的酚酞酒精溶液喷洒在碳化测量部位；

步骤4，酚酞酒精溶液变色以后，剔凿坑底部未碳化部位变色，在底部形成一个锥形曲面，采用扫描装置对剔凿后孔洞进行立体扫描成像，并圈定碳化与未碳化部分的分界线，分界线为一条闭合曲线，标定为第一曲线，混凝土孔洞表面亦形成闭合曲线，标定为第二曲线；

步骤5，标定第一曲线以内的区域为未碳化区域，第一曲线与第二曲线之间为碳化区域，将未碳化图形取近似圆，以未碳化区域的中心点为中心，每45度做一条射线，分别与第一曲线、第二曲线相交，与第一曲线、第二曲线相交后分别各得到8个交点，以中心点为原点，分别读取16个相交点的竖直坐标Z

步骤6，将得到8个碳化深度值d

进一步地，碳化深度按下式计算：

式(1)中，d

进一步地，第一曲线上的8个交点的碳化深度值按下式进行计算：

d

式(2)中，d

Z

Z

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

本发明所述的无接触式混凝土碳化深度测量装置，通过扫描装置、数据处理装置和显示装置的配合设置，减少了测量过程中的人为干预，减小了人工测量误差，并提高了测量的效率；

本发明所述的无接触式混凝土碳化深度测量装置进行深度测量的方法，避免了接触式测量带来的误差，使测量结果更接近真实值。

附图说明

图1是本发明实施例所述无接触式混凝土碳化深度测量装置的正面结构示意图；

图2是本发明实施例所述无接触式混凝土碳化深度测量装置的背面结构示意图；

图3是本发明实施例中混凝土表面变色部分与未变色部分的示意图；

图4是本发明实施例中对碳化区域取点的示意图；

图中，1-测量装置本体、11-扫描装置、12-显示装置。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

如图1-2所示，一种无接触式混凝土碳化深度测量装置，包括测量装置本体1，所述测量装置本体1包括：

扫描装置11，用于对剔凿部位的孔洞底部各点进行立体三维扫描，形成孔洞的三维立体成像文件；

数据处理装置，将扫描后三维图像的数据文件进行数据分析，获得所测部位的孔洞的碳化深度值；

显示装置12，连接于所述数据处理装置以显示未碳化部分的边界图形和碳化深度值。

在上述实施例中，圈定三维图像中变色部分与未变色部分的边界，以所圈定的部分中心形成以剔凿部位中心点为圆心，从圆芯处向边界做出辐射线，辐射线边界的交点做为测量数据的选取点，并且以圆心为轴每45°选取一个点，共选取8个测点，以此8个测点距混凝土表面的距离做为所测部位的孔洞的碳化深度值。

所述扫描装置为三维扫描成像装置。

所述测量装置本体1上还设有支撑脚。

所述扫描装置包括光栅投影机和CCD相机，所述光栅投影机用于向孔洞投射光栅，所述CCD相机采集投射光栅，所述CCD相机连接于所述数据处理装置。

所述CCD相机包括两台CCD相机单元，即采用两台CCD相机单元对投射光栅的图像进行采集。

在上述实施例中，所述光栅投影机为数字光栅投射器。

所述CCD相机为630万级高清工业相机。

应用无接触式混凝土碳化深度测量装置进行深度测量的方法，包括如下步骤：

步骤1，对混凝土面进行取孔操作，其中，凿开直径为10mm～20mm孔洞，深度大于混凝土的碳化深度；

步骤2，用洗耳球将碳化测量部位中的粉末及碎屑进行清除；

步骤3，采用喷壶将浓度为1-2％的酚酞酒精溶液喷洒在碳化测量部位；

步骤4，酚酞酒精溶液变色以后，剔凿坑底部未碳化部位变色，在底部形成一个锥形曲面，采用扫描装置对剔凿后孔洞进行立体扫描成像，并圈定碳化与未碳化部分的分界线，分界线为一条闭合曲线，标定为第一曲线，如图3所示，混凝土孔洞表面亦形成闭合曲线，标定为第二曲线；

步骤5，如图4所示，标定第一曲线以内的区域为未碳化区域，第一曲线与第二曲线之间为碳化区域，将未碳化图形取近似圆，以未碳化区域的中心点为中心，每45度做一条射线，分别与第一曲线、第二曲线相交，与第一曲线、第二曲线相交后分别各得到8个交点，以中心点为原点，分别读取16个相交点的竖直坐标Z

步骤6，将得到8个碳化深度值d

碳化深度按下式计算：

式(1)中，d

其中，第一曲线上的8个交点的碳化深度值按下式进行计算：

d

式(2)中，d

Z

Z

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。