碳化深度檢測儀的製作方法
2024-03-22 13:33:05
專利名稱：碳化深度檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於水泥基材料與結構耐久性檢測的碳化深度檢測儀，特別涉及 一種可以通過圖形放大與成像準確確定碳化前緣並測出碳化深度的檢測儀器。
背景技術：
碳化深度是衡量服役混凝土強度和耐久性能的一項重要指標。目前工程檢測和現 有規範中一般採用鑽孔法，即用電鑽在檢測物上鑽孔，然後用酚酞噴塗鑽孔周圍的混凝土， 區分出混凝土的碳化區和非碳化區，即找出碳化前緣或者碳化分界線，然後用直尺或者遊 標卡尺進行測量。當碳化深度較小，用目光可以分清碳化前緣時，此種方法較為可行。但是 當混凝土碳化深度較大，如現場混凝土碳化較為嚴重，特別是在試驗室研究混凝土的碳化 深度而不容許破壞混凝土構件時，用目光很難或者不能確定碳化區與非碳化區的分界時， 上述方法很難得到準確的碳化深度值，這使回彈確定混凝土強度和耐久性能指標很不準 確。目前，現有測量混凝土碳化深度的尺式、筆式碳化深度測量專利，其測量深度小於 10mm，不能滿足碳化深度較大的混凝土構件測量；遊標卡尺式和電鑽加卡尺式碳化深度測 量專利，雖然精度和測量深度上有所提高，但是測量原理同尺式及筆式碳化深度測量儀，主 要還是依賴目光區分碳化區和非碳化區的分界，當碳化深度較大時，斜視的目光很難定位 此分界，而且此時孔內光線較差，使碳化前緣確定更加困難。利用目前儀器對碳化深度較大 的水泥基材料構件進行準確測量，只有對構件進行破壞，但是這在實際工程或者某些試驗 室的構件試驗中是不允許的。
發明內容
為了解決目前水泥基材料碳化深度測量中的上述不足，本發明提供一種碳化深度 檢測儀，本發明可以通過圖形放大與成像準確確定碳化區與非碳化區並測出碳化深度，適 用的碳化深度測量範圍較大。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種碳化深度檢測儀，包括測尺、 顯微鏡頭、照明光源、攝像頭、儀器外殼、測尺端部凸起物、精密齒輪、信號線纜與供電線纜、 圖像採集與處理晶片、視頻顯示器、帶有彈簧的滾輪、電源開關、電源工作指示燈、二極體與 攝像頭供電模塊、圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊；其中，測尺穿過儀器外殼，測尺端 部凸起物、照明光源、顯微鏡頭和攝像頭和固定在測尺前端，測尺與精密齒輪嚙合，攝像頭 通過信號線纜與供電線纜和圖像採集與處理晶片相連，圖像採集與處理晶片與視頻顯示器 相連。帶有彈簧的滾輪固定在儀器外殼內，信號線纜與供電線纜繞過帶有彈簧的滾輪，電 源開關和電源工作指示燈固定在儀器外殼外表面，二極體與攝像頭供電模塊與照明光源和 攝像頭相連，圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊與圖像採集與處理晶片和視頻顯示器相 連。本發明的有益效果是本發明的圖像放大與成像模塊可以清楚、真實地呈現酚酞噴塗後的混凝土顏色變化情況，通過顯示的圖像視頻可以準確找出碳化分界線，避免斜視 目測帶來的誤差。位於光學鏡頭或者顯微鏡頭兩邊的發光二極體可使所採圖像更為清楚， 消除深孔光線不足、目測困難的影響。此儀器所適用的深度測量範圍較大，既可應用於現場 又可應用於試驗室碳化深度檢測。顯微鏡頭的豎向刻絲既用來確定碳化分界，又用來作為 測尺的零點，當豎向刻絲圖像與碳化前緣重合時，讀取測尺右邊的數據即為碳化深度，讀數 直接、方便。測量快捷、操作簡單。
圖1為本發明的前視圖；圖2是本發明的剖面圖；圖3是本發明測尺前端圖像放大與採集部分示意圖；圖4是本發明的後視圖；圖中，測尺1、顯微鏡頭2、照明光源3、攝像頭4、儀器外殼5、測尺端部凸起物6、精 密齒輪7、信號線纜與供電線纜8、圖像採集與處理晶片9、視頻顯示器10、帶有彈簧的滾輪 11、電源開關12、電源工作指示燈13、二極體與攝像頭供電模塊14、圖像採集晶片與視頻顯 示器供電模塊15。
具體實施例方式碳化深度的測量主要由圖像放大與成像模塊和測量模塊組成。圖像放大與成像模 塊主要包括圖像放大、圖像採集與傳輸、圖像顯示等幾個部分。圖像放大功能主要由具有 放大功能的光學鏡頭或者顯微鏡頭實現；圖像採集與傳輸主要通過照明光源、攝像頭、信號 線纜、圖像採集處理晶片來實現；圖像的顯示是將採集和處理後的視頻信號輸入視頻顯示 器即可實時顯示拍攝到的圖像信息。通過圖像放大與成像模塊可以將酚酞噴塗後的混凝土 等水泥基材料的碳化區與非碳化區的顏色變化圖像清楚地顯示到視頻顯示屏上。碳化深度 測量模塊主要由可以滑動的、帶有顯微鏡頭、照明光源、攝像頭、信號線纜和刻度的測尺，控 制測尺滑動的齒輪組成。顯微鏡頭光學中心位置刻有豎向刻絲，移動測尺，觀察視頻顯示 屏，當豎向刻絲圖像和混凝土碳化前緣重合時讀取測尺數據，此數據即為碳化深度值。下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明，本發明的目的和效果將變得更加 明顯。如圖所示，本發明碳化深度檢測儀包括測尺1、顯微鏡頭2、照明光源3、攝像頭4、 儀器外殼5、測尺端部凸起物6、精密齒輪7、信號線纜與供電線纜8、圖像採集與處理晶片9、 視頻顯示器10、帶有彈簧的滾輪11、電源開關12、電源工作指示燈13、二極體與攝像頭供電 模塊14、圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊15。其中，測尺1穿過儀器外殼5，測尺端部凸起物6、照明光源3、顯微鏡頭2和攝像 頭4和固定在測尺1前端，測尺1與精密齒輪7嚙合，攝像頭4通過信號線纜與供電線纜8 和圖像採集與處理晶片9相連，圖像採集與處理晶片9與視頻顯示器10相連。帶有彈簧的 滾輪11固定在儀器外殼5內，信號線纜與供電線纜8繞過帶有彈簧的滾輪11，電源開關12 和電源工作指示燈13固定在儀器外殼5外表面，二極體與攝像頭供電模塊14與照明光源 3和攝像頭4相連，圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊15與圖像採集與處理晶片9和視頻顯示器10相連。在圖1中，帶有刻度的測尺1前端設有放大功能的光學鏡頭或顯微鏡頭2、照明電 源3、微型攝像頭4(如圖2所示)和用於防止測尺滑入儀器外殼5內並用來作為控制測尺 零點的測尺端部凸起物6。混凝土構件鑽孔後用酚酞試劑噴塗孔壁，此時混凝土碳化區和 非碳化區的顏色會有較大的變化。用精密齒輪7控制測尺1向前運動，此時被光源照亮的 圖像被顯微鏡頭2放大，並傳輸到攝像頭4的傳感器上，此圖像信號經由信號線纜與供電線 纜8傳至圖像採集處理晶片9，並最終由信號線纜或者連接插件將晶片採集處理後的信號 傳送給視頻顯示器10進行輸出顯示。在圖1中，顯微鏡頭2的光學中心位置刻有帶顏色的豎向刻絲，此刻絲與端部凸起 物6的內緣在同一條直線上，當凸起物的內緣緊貼儀器外殼5時，測尺1右邊對應於數據零 點。滑動測尺1，當發現視頻顯示器10上的刻絲圖像與混凝土圖像顏色變化分界線重合時， 即可讀取測尺1右端的讀數，此數據即為混凝土的碳化深度值。利用視頻顯示器上的圖像 來分辨碳化邊緣，就可以消除人工目光斜視觀測帶來的誤差，操作簡單、方便。圖3是測尺1前端圖像放大與收集部分的示意圖，位於顯微鏡頭2兩側的照明光 源3通電發光，使得顯微鏡頭2將圖像放大後更為清晰地投映給位於其後側的微型攝像頭 4，這樣就排除了鑽孔深度對孔內光線強弱的影響。在儀器角部設置一帶有彈簧的滾輪11， 以方便測尺上信號線纜和電線的收放。圖像採集處理晶片9可以採用Philips 17系列的晶片。儀器可採用鋰電池或者普通乾電池供電，圖4是儀器的供電模塊示意圖。二極體 與攝像頭供電模塊14主要為發光二極體及攝像頭供電，圖像採集晶片與視頻顯示器供電 模塊15主要給採集晶片及視頻顯示器供電。電源由開關12控制，電源工作狀態可以通過 電源工作指示燈13顯示。
權利要求
一種碳化深度檢測儀，其特徵在於，包括測尺(1)、顯微鏡頭(2)、照明光源(3)、攝像頭(4)、儀器外殼(5)、測尺端部凸起物(6)、精密齒輪(7)、信號線纜與供電線纜(8)、圖像採集與處理晶片(9)、視頻顯示器(10)、帶有彈簧的滾輪(11)、電源開關(12)、電源工作指示燈(13)、二極體與攝像頭供電模塊(14)、圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊(15)。
2.根據權利要求1所述碳化深度檢測儀，其特徵在於，所述測尺(1)穿過儀器外殼 (5)。測尺端部凸起物(6)、照明光源(3)、顯微鏡頭(2)和攝像頭(4)和固定在測尺(1)前 端。測尺(1)與精密齒輪(7)嚙合，攝像頭(4)通過信號線纜與供電線纜(8)和圖像採集 與處理晶片(9)相連，圖像採集與處理晶片(9)與視頻顯示器(10)相連。帶有彈簧的滾 輪(11)固定在儀器外殼(5)內，信號線纜與供電線纜⑶繞過帶有彈簧的滾輪(11)，電源 開關(12)和電源工作指示燈(13)固定在儀器外殼(5)外表面，二極體與攝像頭供電模塊 (14)與照明光源(3)和攝像頭⑷相連，圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊(15)與圖像 採集與處理晶片(9)和視頻顯示器(10)相連。
3.根據權利要求1所述碳化深度檢測儀，其特徵在於，所述顯微鏡頭(2)的光學中心位 置刻有帶顏色的豎向刻絲。
全文摘要
本發明公開了一種碳化深度檢測儀，包括測尺、顯微鏡頭、照明光源、攝像頭、儀器外殼、測尺端部凸起物、精密齒輪、信號線纜與供電線纜、圖像採集與處理晶片、視頻顯示器、帶有彈簧的滾輪、電源開關、電源工作指示燈、二極體與攝像頭供電模塊、圖像採集晶片與視頻顯示器供電模塊；本發明可以清楚、真實地呈現酚酞噴塗後的混凝土顏色變化情況，通過顯示的圖像視頻可以準確找出碳化分界線，避免斜視目測帶來的誤差。測量快捷、操作簡單。
文檔編號G01D11/28GK101886917SQ20101019653
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月8日 優先權日2010年6月8日
發明者孫曉燕, 王海龍 申請人:浙江大學