CN102636125A

CN102636125A - 表面裂缝宽度检测仪

Info

Publication number: CN102636125A
Application number: CN2012101131468A
Authority: CN
Inventors: 杨金喜; 刘克明; 周广
Original assignee: JINMA HIGH-TECH INDUSTRY Co LTD CHANGSHA
Current assignee: JINMA HIGH-TECH INDUSTRY Co LTD CHANGSHA
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种表面裂缝宽度检测仪，包括图像感应探头和图像分析与处理系统，图像感应探头包括线阵CMOS图像传感器以及用来对被测体表面进行照射的红外线发光二极管，线阵CMOS图像传感器用来感应被测体表面的反射光信号并将感测信号传送给图像分析与处理系统，图像分析与处理系统通过对感测信号进行分析处理后得到被测体表面裂缝的宽度。本发明具有结构简单紧凑、成本低廉、实时性好、安装调试简便、工作稳定可靠等优点。

Description

表面裂缝宽度检测仪

技术领域

本发明主要涉及到结构工程的检测设备领域，特指一种适用于检测结构工程表面裂缝宽度的设备。

背景技术

目前，在大型结构工程中（例如桥梁、大坝、建筑等），它的表面裂缝宽度、长度等是关系到该结构是否能长期安全运行的重要指标。为了保证该类结构的长期安全运行，避免意外事故的发生，往往需要对该类结构的表面裂缝宽度、长度随时间、温度等的变化情况进行长期的自动检测。

现有技术中，用来进行表面裂缝宽度检测的仪器和方法有塞、尺、刻度放大镜、超声波检测仪等等。但是，上述仪器和方法均是适用于人工现场检测，其不可避免的具有以下不足：一是检测精度低，二是无法实现自动监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、实时性好、安装调试简便、工作稳定可靠的表面裂缝宽度检测仪。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种表面裂缝宽度检测仪，包括图像感应探头和图像分析与处理系统，所述图像感应探头包括线阵CMOS图像传感器以及用来对被测体表面进行照射的红外线发光二极管，所述线阵CMOS图像传感器用来感应被测体表面的反射光信号并将感测信号传送给图像分析与处理系统，所述图像分析与处理系统通过对感测信号进行分析处理后得到被测体表面裂缝的宽度。

作为本发明的进一步改进：

所述图像分析与处理系统包括图像驱动控制电路、A/D转换器、单片机芯片、RS485总线接口、无线收发模块以及电源模块，所述单片机芯片通过RS485总线接口和/或无线收发模块与上位机相连，所述单片机芯片通过图像驱动控制电路、A/D转换器与图像感应探头相连。

所述图像分析与处理系统还包括一时钟控制模块，所述时钟控制模块与电源模块和/或单片机芯片相连并用来控制裂缝宽度检测的间隔启动时间。

所述单片机芯片与一液晶显示器相连以显示分析处理结果。

所述单片机芯片与一串行存储器相连以存储分析处理结果。

所述图像感应探头与图像分析处理系统之间通过七芯屏蔽线相连，所述七芯屏蔽线包括线阵CMOS图像传感器所需的电源线、控制信号线及信号输出线。

所述图像感应探头通过膨胀螺钉固定到被测体结构表面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的表面裂缝宽度检测仪，结构简单紧凑、成本低廉，通过红外线二极管以及线阵CMOS图像传感器检测结构表面裂缝，无零点漂移，长期稳定可靠，测量精度高。

2、本发明的电源模块采用高能锂电池供电，并通过时钟控制模块定时开启、关闭系统电源，因而系统功耗很低，电池使用时间长。

3、本发明中采用无线传输手段，布置十分方便，适合远距离无线数据传输，无需外接信号传输导线。

附图说明

图1是本发明的框架结构原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中的电路原理示意图。

图例说明：

1、红外线发光二极管；2、线阵CMOS图像传感器；3、驱动控制电路；4、A/D转换器；5、单片机芯片；6、液晶显示器；7、串行存储器；8、RS485总线接口；9、无线收发模块；10、电源模块；11、时钟控制模块。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的表面裂缝宽度检测仪，包括一个图像感应探头和一个图像分析处理系统，该图像感应探头内包括一个线阵CMOS图像传感器2和用来对被测体表面进行照射的红外线发光二极管1，该图像分析处理系统包括驱动控制电路3、A/D转换器4、单片机芯片5、串行存储器7、液晶显示器6、RS485总线接口8、无线收发模块9及电源模块10。单片机芯片5通过RS485总线接口8和/或无线收发模块9与上位机相连，单片机芯片5通过图像驱动控制电路3、A/D转换器4与图像感应探头相连。液晶显示器6用来显示分析处理结果，串行存储器7用来存储分析处理结果。线阵CMOS图像传感器2用来感应被测体表面的反射光信号并将感测信号传送给图像分析与处理系统，图像分析与处理系统通过对感测信号进行分析处理后得到被测体表面裂缝的宽度。

本实施例中，图像感应探头与图像分析处理系统之间通过七芯屏蔽线相连，七芯屏蔽线包括线阵CMOS图像传感器2所需的电源线、控制信号线及信号输出线。

本实施例中，图像感应探头通过膨胀螺钉固定到被测体表面，由于表面裂缝所在位置无反光信号，因此线阵CMOS图像传感器2感应的光信号较弱，输出的电信号也会产生相应的变化，然后经过单片机芯片5做出相应的分析与处理计算相应的裂缝宽度。

对工程结构而言（如桥梁），表面裂缝可适当允许其存在，表面裂缝是否会危及结构的安全需要视裂缝大小、多少及其变化情况综合分析，因此裂缝大小需要做一定时间的定时检测。本发明进一步设有一时钟控制模块11，该时钟控制模块11与电源模块10和/或单片机芯片5相连，时钟控制模块11用来设置裂缝宽度检测的间隔时间，间隔值根据实际需要来设定，从而用以定时开启和关闭整个检测系统，可大大降低系统的功耗，也实现了完全自动化检测。电源模块10采用采用高能锂电池供电，续航能力强。

参见图2所示，在具体的应用实例中，线阵CMOS图像传感器2采用U2 ELIS-1024，单片机芯片5采用U1STC90C54AD，A/D转换器4内置于U1中；时钟控制模块11采用U4 DS1302，RS485总线接口8采用U53 MAX485，电源模块10为U11。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：包括图像感应探头和图像分析与处理系统，所述图像感应探头包括线阵CMOS图像传感器（2）以及用来对被测体表面进行照射的红外线发光二极管（1），所述线阵CMOS图像传感器（2）用来感应被测体表面的反射光信号并将感测信号传送给图像分析与处理系统，所述图像分析与处理系统通过对感测信号进行分析处理后得到被测体表面裂缝的宽度。

2.根据权利要求1所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述图像分析与处理系统包括图像驱动控制电路（3）、A/D转换器（4）、单片机芯片（5）、RS485总线接口（8）、无线收发模块（9）以及电源模块（10），所述单片机芯片（5）通过RS485总线接口（8）和/或无线收发模块（9）与上位机相连，所述单片机芯片（5）通过图像驱动控制电路（3）、A/D转换器（4）与图像感应探头相连。

3.根据权利要求2所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述图像分析与处理系统还包括一时钟控制模块（11），所述时钟控制模块（11）与电源模块（10）和/或单片机芯片（5）相连并用来控制裂缝宽度检测的间隔启动时间。

4.根据权利要求2所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述单片机芯片（5）与一液晶显示器（6）相连以显示分析处理结果。

5.根据权利要求2所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述单片机芯片（5）与一串行存储器（7）相连以存储分析处理结果。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述图像感应探头与图像分析处理系统之间通过七芯屏蔽线相连，所述七芯屏蔽线包括线阵CMOS图像传感器（2）所需的电源线、控制信号线及信号输出线。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的表面裂缝宽度检测仪，其特征在于：所述图像感应探头通过膨胀螺钉固定到被测体结构表面。