CN105203062B - 钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置。机架的立柱竖直安装在基座平板上，第三平板固定在立柱底部，第二平板与立柱形成滑动副，第一平板固定在立柱顶部，两根梯形丝杆分别穿过第二平板和第三平板孔，与第二平板孔形成螺旋副；第二平板短边平行的中轴线上两端设有薄膜压力传感器，在两个传感器上方设有开有V形槽块；在第三平板与基座平板间，一根梯形丝杆的一端装有两级皮带轮的主动轮，另一梯形丝杆的一端装有从动轮，通过皮带轮连接。本发明能够自动判定钢筋的起始位置，即位移零点，整个校准过程中无需垫块，无需人工去判定具体的钢筋竖直方向的位置，提高工作效率；可作为技术机构和仪器生产、使用单位的检定/校准的标准装置。

Description

钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置

技术领域

本发明涉及了一种检测装置，特别是涉及一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置。

背景技术

钢筋保护层厚度是指钢筋外边缘表面至混凝土保护层表面的距离。传统的钢筋保护层厚度测定仪的检测，国内的都是人工手动的，即通过人工增加或减少钢筋上面的垫块，再用待检测的钢筋保护层厚度测量仪检测出混凝土厚度的测量值，通过测量值和提前预设的理论值的比较来进行检测；或者更换事先浇筑好的不同厚度的钢筋水泥块，来实现检测。这种检测过程即费时又十分低效。在科技日新月异的当代社会，显得十分落后。

发明内容

为了克服背景技术领域中现有检测设备存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，实现对钢筋保护层厚度测定仪的检测。

本发明采用的技术方案是：

本发明的控制柜安装在基座平板右面，机架安装在基座平板左面；其中：

机架的四根立柱竖直安装在基座平板左面，第三平板和第二平板四角上的孔穿过四根立柱后，第三平板固定在四根立柱底部，并与基座平板间留有间隙，第二平板与四根立柱形成滑动副，第一平板固定在四根立柱顶部，第一非金属梯形丝杆和第二非金属梯形丝杆的一端分别穿过第二平板和第三平板孔，所述两根非金属梯形丝杆与第二平板孔形成螺旋副，与第三平板固定块孔形成转动副，所述两根非金属梯形丝杆的另一端与第一平板下表面固定块孔形成转动副；与第二平板短边平行的中轴线上两端设有第一薄膜压力传感器和第二薄膜压力传感器，所述两个薄膜压力传感器粘附在第二平板上表面，两个薄膜压力传感器分别通过数据线与控制柜相连，在两个薄膜压力传感器上方设有开有V形口的长方体槽块，两个薄膜压力传感器分别位于开有V形口的长方体槽块的前后端，其中，第二平板与开有V形口的长方体槽块通过螺钉固接；伺服电机安装于控制柜中，在第三平板与基座平板间，靠近伺服电机侧的第二非金属梯形丝杆的一端装有两级皮带轮的主动轮，远离伺服电机侧的第一非金属梯形丝杆的一端装有从动轮，第三平板上表面装有定滑轮，下表面装有张紧轮，伺服电机经皮带带动主动轮上一个皮带轮转动，主动轮上另一个皮带轮经另一皮带、张紧轮带动从动轮转动，第二平板随着所述两根非金属梯形丝杆的旋转而做升降运动；拉线的一端接安装在控制柜内的拉线式光电编码器，另一端经第三平板上表面的定滑轮、并固定于第二平板的下表面。

所述两根非金属梯形丝杆材料均采用添加玻璃纤维，并且经过热处理的尼龙1010，可以在不变形的情况下平稳传动。

所述控制柜中包含的电气组件有伺服电机、伺服驱动器、拉线式光电编码器、采集控制器；第一薄膜压力传感器，第二薄膜压力传感器和拉线式光电编码器分别与采集控制器相连，采集控制器通过以太网通讯端口与计算机连接。

所述第三平板的上表面安装有限位开关，其竖直向上方向与第二平板对应的下表面装有挡块，当限位开关的机械触头碰到挡块时，第二平板停止向下移动。

所述伺服电机电机功率为300W，拉线式光电编码器的分辨率为2500线，采集控制器型号为EDC-3110。

本发明具有的有益效果是：

1)本发明能够自动判定钢筋的起始位置，即位移零点，整个校准过程中无需垫块，无需人工去判定具体的钢筋竖直方向的位置，提高了工作效率，无需制造加工各种不同厚度的垫块，大大节约检测时间。

2)本发明可作为技术机构和钢筋保护层厚度测量仪器生产、使用单位的检定/校准的标准装置，极大地提高检测单位工作效率和准确性，保证建筑工程质量数据的有效性。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是传动部分的局部示意图。

图3是控制柜的结构示意图。

图4是第二平板和第三平板间局部结构放大图。

图中：1、第一平板，2、第二平板，3、开有V形口的长方体槽块，4、第一立柱，5、第一非金属梯形丝杆，6、第二立柱，7、第三平板，8、定滑轮，9、基座平板左面，10、拉线，11、基座平板右面，12、控制柜，13、第四立柱，14、第二非金属梯形丝杆，15、第三立柱，16、从动轮，17、张紧轮，18、主动轮，19、伺服电机，20、伺服驱动器，21、拉线式光电编码器，22、采集控制器，23、第一薄膜压力传感器，24、第二薄膜压力传感器，25、限位开关，26、挡块。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明的控制柜12安装在基座平板右面11，机架安装在基座平板左面9；其中：

机架的四根立柱4、6、13、15竖直安装在基座平板左面9，第三平板7和第二平板2四角上的孔穿过四根立柱后，第三平板7固定在四根立柱底部，并与基座平板间留有间隙，第二平板2与四根立柱形成滑动副，第一平板1固定在四根立柱顶部，第一非金属梯形丝杆5和第二非金属梯形丝杆14的一端分别穿过第二平板2和第三平板7孔，所述两根非金属梯形丝杆与第二平板2孔形成螺旋副，与第三平板7固定块孔形成转动副，所述两根非金属梯形丝杆的另一端与第一平板2下表面固定块孔形成转动副；与第二平板2短边平行的中轴线上两端设有两个薄膜压力传感器，分别为第一薄膜压力传感器23和第二薄膜压力传感器24，所述两个薄膜压力传感器粘附在第二平板2上表面，两个薄膜压力传感器分别通过数据线与控制柜12相连，在两个薄膜压力传感器上方设有开有V形口的长方体槽块3，两个薄膜压力传感器分别位于开有V形口的长方体槽块3的前后端，其中，第二平板2与开有V形口的长方体槽块3通过螺钉固接；伺服电机19安装于控制柜12中，在第三平板7与基座平板间，靠近伺服电机19侧的第二非金属梯形丝杆14的一端装有两级皮带轮的主动轮18，远离伺服电机19侧的第一非金属梯形丝杆5的一端装有从动轮16，第三平板7上表面装有定滑轮8，下表面装有张紧轮17，伺服电机19经皮带带动主动轮18上一个皮带轮转动，主动轮18上另一个皮带轮经另一皮带、张紧轮17带动从动轮16转动，第二平板2随着所述两根非金属梯形丝杆的旋转而做升降运动；拉线10的一端接安装在控制柜12内的拉线式光电编码器21，另一端经第三平板7上表面的定滑轮8、并固定于第二平板2的下表面。

所述两根非金属梯形丝杆材料均采用添加玻璃纤维，并且经过热处理的尼龙1010，可以在不变形的情况下平稳传动。

如图3所示，所述控制柜12中包含的电气组件有伺服电机19、伺服驱动器20、拉线式光电编码器21、采集控制器22。其中：伺服电机19电机功率为300W，拉线式光电编码器21分辨率：2500线，采集控制器22型号为：EDC-3110，第一薄膜压力传感器23，第二薄膜压力传感器24和拉线式光电编码器21分别与采集控制器22相连，采集控制器22通过以太网通讯端口与计算机连接。

当钢筋试样触碰到第一平板1下表面时，两个薄膜压力传感器23、24会感应到突然增加的压力，将信号输入到采集控制器22，采集控制器22通过网线将信号传输到计算机，从而提示装置到达位移零点，为配合第二平板2上下移动，两个薄膜压力传感器23、24的数据线均采用可以拉伸和复原的螺旋线。

拉线式光电编码器将第一平板1下表面与钢筋试样的距离传输给采集控制器22，由采集控制器将信号传输到计算机。

第三平板7的上表面安装有限位开关，其竖直向上方向与第二平板2对应的下表面装有挡块26，当限位开关25的机械触头碰到挡块26时，第二平板2停止向下移动。

由于在检测过程中金属材料会干扰检测结果，故装置主要构件都采用非金属材料，特别是两根非金属梯形丝杆均采用添加玻璃纤维，并且经过热处理的尼龙1010，可以在不变形的情况下平稳传动。

如图4所示，所述第三平板7的上表面安装有限位开关25，其竖直向上方向与第二平板2对应的下表面装有挡块26，当限位开关25的机械触头碰到挡块26时，第二平板2停止向下移动。

本发明具体操作步骤包括：

1、装置标定（首次使用时需对装置进行标定）

在使用该装置前首先要对装置本身进行标定，其具体实验为：

1.1)打开控制柜电源，将控制柜的网线与上位机连接，打开计算机中的配套的TestMaster软件，在主界面选择校准，并选择要校准的传感器为拉线式光电编码器。

1.2)在标定界面手动输入待标定的值分别为50mm、150mm、300mm。

1.3)在TestMaster软件中点击上升按钮，使第二平板上升，当开有V形口的长方体槽块与第一平板刚好接触时，TestMaster软件弹出到达位移零点的提示，此时TestMaster软件的位移显示框中的数字为10mm，即第一平板的板厚。软件是用matlab编写的TestMaster

1.4)点击TestMaster软件的运行按钮，第二平板向下运动，当TestMaster软件的位移显示框中的数字显示为50mm时，第二平板自动停止运动，此时用游标卡尺测量出开有V形口的长方体槽块的上表面与第一平板下表面的距离为50.52mm，并将数据输入到对应的实际位移栏中。

1.5)按照同样方法，测得150mm处的对应实际值为150.68mm，300mm处的对应实际值为301.12mm。将3个实际值分别输入到50mm,150mm，300mm对应的实际位移栏中，点击校准按钮，TestMaster软件自动校准拉线式光电编码器，至此标定过程完成。

2、检测过程

在标定完该装置后，对钢筋保护层厚度测定仪进行检测，其具体实验为：

2.1)操作TestMaster软件，调节第二平板到中间某个位置，将直径为20mm的钢筋样品放到开有V形口的长方体槽块上方。

2.2)在TestMaster软件主界面选择测定仪检测，进入检测界面。在检测界面开始设置检测点，可以根据需要设置多个检测点，这里以设置3个检测点为例，分别为40mm,50mm,60mm，再把各检测点停留时间均设置为30s，第二平板移动速度设置为250mm/min。

2.3)在TestMaster软件中点击上升按钮，第二平板向上运动，当钢筋样品接触到第一平板下表面时，TestMaster软件弹出到达位移零点提示，此时TestMaster软件的位移显示框中的数字为10mm，即第一平板的厚度。

2.4)点击运行按钮，第二平板以250mm/min的速度移动到40mm处的检测点后自动停止，此时将钢筋保护层厚度测定仪的探头在第一平板上表面来回移动，当探头与钢筋的距离达到最短时，读出钢筋保护层厚度测定仪上的检测数据为40mm。当停留时间达到30s后，第二平板自动移动到下个检测点。

2.5)按照同样方法在50mm与60mm出的检测点处分别读出钢筋保护层厚度测定仪的检测数据为49mm，61mm。钢筋保护层厚度测定仪的误差符合标准JJF1224-2009要求的精度，故该钢筋保护层厚度测定仪检测合格。

Claims (5)

1.一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，其特征在于：控制柜(12)安装在基座平板右面(11)，机架安装在基座平板左面(9)；其中：

机架的四根立柱竖直安装在基座平板左面(9)，第三平板(7)和第二平板(2)四角上的孔穿过四根立柱后，第三平板(7)固定在四根立柱底部，并与基座平板间留有间隙，第二平板(2)与四根立柱形成滑动副，第一平板(1)固定在四根立柱顶部，第一非金属梯形丝杆(5)和第二非金属梯形丝杆(14)的一端分别穿过第二平板(2)和第三平板(7)孔，所述两根非金属梯形丝杆与第二平板(2)孔形成螺旋副，与第三平板(7)固定块孔形成转动副，所述两根非金属梯形丝杆的另一端与第一平板(2)下表面固定块孔形成转动副；与第二平板(2)短边平行的中轴线上两端设有第一薄膜压力传感器(23)和第二薄膜压力传感器(24)，所述两个薄膜压力传感器粘附在第二平板(2)上表面，两个薄膜压力传感器分别通过数据线与控制柜(12)相连，在两个薄膜压力传感器上方设有开有V形口的长方体槽块(3)，两个薄膜压力传感器分别位于开有V形口的长方体槽块(3)的前后端，其中，第二平板(2)与开有V形口的长方体槽块(3)通过螺钉固接；伺服电机(19)安装于控制柜(12)中，在第三平板(7)与基座平板间，靠近伺服电机(19)侧的第二非金属梯形丝杆(14)的一端装有两级皮带轮的主动轮(18)，远离伺服电机(19)侧的第一非金属梯形丝杆(5)的一端装有从动轮(16)，第三平板(7)上表面装有定滑轮(8)，下表面装有张紧轮(17)，伺服电机(19)经皮带带动主动轮(18)上一个皮带轮转动，主动轮(18)上另一个皮带轮经另一皮带、张紧轮(17)带动从动轮(16)转动，第二平板(2)随着所述两根非金属梯形丝杆的旋转而做升降运动；拉线(10)的一端接安装在控制柜(12)内的拉线式光电编码器(21)，另一端经第三平板(7)上表面的定滑轮(8)、并固定于第二平板(2)的下表面。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，其特征在于：所述两根非金属梯形丝杆的材料均采用添加玻璃纤维，并且经过热处理的尼龙1010。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，其特征在于：所述控制柜(12)中包含的电气组件有伺服电机(19)、伺服驱动器(20)、拉线式光电编码器(21)、采集控制器(22)；第一薄膜压力传感器(23)，第二薄膜压力传感器(24)和拉线式光电编码器(21)分别与采集控制器(22)相连，采集控制器(22)通过以太网通讯端口与计算机连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，其特征在于：所述第三平板(7)的上表面安装有限位开关(25)，其竖直向上方向与第二平板(2)对应的下表面装有挡块(26)，当限位开关(25)的机械触头碰到挡块(26)时，第二平板(2)停止向下移动。

5.根据权利要求3所述的一种钢筋保护层厚度测量仪自动检测装置，其特征在于：所述伺服电机(19)电机功率为300W，拉线式光电编码器(21)的分辨率为2500线，采集控制器(22)型号为EDC-3110。