CN106706090A - 一种钢筋重量偏差检测仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筋重量偏差检测仪器，属于建筑用材料检测测量装置技术领域。该钢筋重量偏差检测仪器包括一扫描模块、一称重模块、一标定盘、一数据处理模块，所述称重模块用于对一待测钢筋进行称重获取所述待测钢筋的质量数据，所述标定盘的数量为二，所述待测钢筋位于所述称重模块上，并从所述标定盘穿出，所述扫描模块用于扫描获取位于所述标定盘外侧的所述待测钢筋的体积数据，所述数据处理模块用于根据所述质量数据、所述体积数据、所述标定盘之间的距离通过一预设算法计算得出所述待测钢筋的重量偏差数据。本发明所提供的钢筋重量偏差检测仪器具有全自动，无污染，高效率、高精度的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑用材料的检测，具体涉及建筑钢筋重量偏差的检测。
背景技术
为保障建筑安全，国家规定，所有建筑用材料需经过检测机构检验合格后方可使用。其中建筑用钢筋重量偏差检测是整个环节中重要的一项。目前测试方法一般分为六个步骤：运送钢筋，切割钢筋，测量切割后钢筋的实际长度，称重，记录数据，判断钢筋重量偏差是否符合标准。其中，钢筋重量偏差按照《钢筋混泥土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》(GB1499.2—2007)要求进行检测。计算钢筋重量偏差时，钢筋实际重量与理论重量的偏差公式(％)为：
其中，试样实际总重量(kg)由称重得出，试样总长度(mm)由测量得出，理论重量(kg/m)由公称直径(mm)以及公称横截面积(mm2)查表得出。
现有钢筋重量偏差测量方式有以下不足点：第一，污染大，人工用切割机切割钢筋过程中，会产生大量粉尘，电火花，以及噪声等污染；第二，效率低，为了使得长度测量值正确反映被测试样实际值，需要人工将钢筋两端切平整，若不平整则需要再切割。每组测量钢筋重量偏差试样至少五支，每支至少需要切割两次，切割过程至少花费20-30分钟，切割耗时久，钢筋试样总长度和总重量等需要测量的数据皆由人工读取和记录，再由人工上传至计算机，耗费人工成本；第三，精度低，切割后钢筋两端面是否平整，由人工目测判定得出，不同钢筋试样两端面的平整度会存在±1mm(±0.5％)的误差值(估值)。钢筋试样实际总长度和实际总重量的测量由人工完成，测量过程会产生误差。人工使用天平会产生±1％的误差值(估值)，人工使用钢尺会产生±1mm(±0.1％)的误差值(估值)，人工测量试样实际总长度的方法会产生±1mm(±0.2％)的误差值(估值)等等；第四，自动化程度低且存在数据篡改的可能性。钢筋重量偏差计算所需测量的数据为人工记录上传，不能自动采集录入，管理和控制数据的存在困难。
有鉴于此，如何设计一种新的钢筋重量偏差检测仪器，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
为了克服现有技术中的技术问题，本发明提供了一种全自动，无污染，高效和高精度的钢筋重量偏差检测仪器。
为了实现上述发明目的，本发明公开了一种钢筋重量偏差检测仪器，包括一扫描模块、一称重模块、一标定盘、一数据处理模块，所述称重模块用于对一待测钢筋进行称重获取所述待测钢筋的质量数据，所述标定盘的数量为二，所述待测钢筋位于所述称重模块上，并从所述标定盘穿出，所述扫描模块用于扫描获取位于所述标定盘外侧的所述待测钢筋的体积数据，所述数据处理模块用于根据所述质量数据、所述体积数据、所述标定盘之间的距离通过一预设算法计算得出所述待测钢筋的重量偏差数据。
更进一步地，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一数据输出模块，所述数据输出模块与所述数据处理模块相连，所述质量数据和/或所述体积数据和/或所述重量偏差数据通过所述数据输出模块输出至一本地数据库和/或一网络数据库。
更进一步地，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一控制模块，所述控制模块分别与所述扫描模块、所述称重模块相连，用于控制所述扫描模块和所述称重模块。
更进一步地，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一外壳，所述外壳由遮光材料制成。
更进一步地，所述扫描模块利用激光或蓝光或红外线技术进行扫描。
更进一步地，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一固定模块，所述固定模块位于所述称重模块的上方，所述待测钢筋固定于所述固定模块上。
更进一步地，所述固定模块呈V形。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：第一、效率高，以一根待测样品计算，本发明从固定待测样品到最终结果判定及输出，全过程仅需大约2分钟，而传统测量方法需要人工切割、称重、量长度、记录数据、输入数据等步骤，全过程需要花费20至30分钟；第二、精度高，本发明在测量过程中试样长度即为固定两标定盘之间的相对距离L，存在试样长度计算误差值(估值)±0.01％，传统测量方法中试样长度为人工读取，存在由钢尺带来的误差值(估值)±0.1％和长度测量方法带来的误差值(估值)±0.2％；此外，本发明由扫描模块扫描两端面体积和数据处理模块计算对应质量得到钢筋试样两端面质量，其计算钢筋试样两端面体积所带来误差为(估值)±0.00001％，传统测量方法中由人工切割钢筋两端面，人工观察端面平整度得到钢筋两端面质量，由端面平整度带来误差为(估值)±0.5％，本发明总误差为(估值)±0.5％，传统测试方法总误差为(估值)±1.8％，较传统测量方法本发明精度相对提高；第三、数据管控方便，本发明测量重量数据和长度数据后采用自动上传的方式，由数据处理模块计算钢筋质量偏差值，传统测量方法中，所有数据都由人工读取记录，并人工上传至计算机端，较传统人工测量、人工读取、人工输入的方法，本发明更便于数据管控；第四、无污染。本发明采用扫描模块扫描待测样品两端面，由数据处理模块计算出两端面体积V1,V2，数据处理模块计算得到钢筋两端面对应质量，代替传统测量方法中切割钢筋两端面称重得到对应质量的工序。较传统测量方法，本发明在检测过程中无需对所测钢筋做切割处理，不会产生粉尘，电火花，以及噪声等污染；第五、自动化，本发明整个测试过程、数据传输处理过程及数据输出过程都是自动完成，完全不需要人工干预。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1是本发明所提供的钢筋重量偏差检测仪器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
本发明的目的在于提供一种钢筋重量偏差检测仪器，从样品固定到最终结果判定及输出，均为全自动完成，实现钢筋重量偏差测量的全自动，无污染，高效和高精度。
下面结合附图1详细说明本发明的具体实施例。
图1是本发明所提供的钢筋重量偏差检测仪器的结构示意图。如图1所示，本发明提供的钢筋重量偏差检测仪器包括外壳01、扫描模块02、固定模块03、数据处理模块(图中未示出)、称重模块04、运动模块05、控制模块(图中未示出)、数据输出模块(图中未示出)、标定盘06；其中，控制模块分别与扫描模块02、称重模块04、运动模块05连接，对这些模块进行控制；数据处理模块接收扫描、称重的数据，并通过设定好的算法，计算并判定钢筋重量偏差是否合格。检测结果通过数据输出模块保存到本地或者相应的网络端。
该外壳01为不透光结构，内部装有扫描模块02和固定模块03，该外壳01具有防尘和避光作用，保证扫描模块02扫描和钢筋传递过程的正常进行；
该扫描模块02对称式分布于检测仪器内，并与固定模块03之间的距离属于扫描模块02正常扫描物体所需范围内；固定模块03位于检测仪器内部的中央部，具体摆放位置处于扫描模块02正常扫描钢筋两端面和钢筋总重量数据正常传输的范围内；数据处理模块位于外壳01的外部。
扫描模块02通过非接触的方式扫描钢筋两端的三维数据，并进一步传送给数据处理模块04，运算并形成三维数据。扫描模块02的扫描方式包括但不限于激光、蓝光、红外等技术。此外，当钢筋的两端面能够在不互相遮挡的情况下被完全扫描得到，可以同时扫描两个或两个以上的样品。该扫描模块02的具体扫描方式包括但不限于以下几种：1、使用两个扫描模块，且让它们分别位于待测样品两端，绕待测样品轴线做360°旋转，同时若有需要，扫描模块可以做俯仰运动(说明书附图1中的X方向)，确保两端所有面均可以被扫描到；2、使用两个扫描模块，且让它们分别位于待测样品两端，待测样品绕自身轴线做360°旋转，同时若有需要，扫描模块可以做俯仰运动，确保两端所有面均可以被扫描到；3、使用两个扫描模块，且让它们分别位于待测样品两端，待测样品绕自身轴线做360°旋转，同时若有需要，待测样品可以做俯仰运动(说明书附图1中的X方向)，确保两端所有面均可以被扫描到；4、使用一个扫描模块，位于待测样品一端，绕待测样品轴线做360°旋转，同时若有需要，扫描模块可以做俯仰运动，确保该端面所有面均可以被扫描到。一端扫描完成后，待测样品做180°旋转，或者扫描模块绕待测样品中心做180°旋转，进行另外一个端面的扫描，直至两端全部扫描结束；5、使用一个扫描模块，位于待测样品一端，待测样品绕自身轴线做360°旋转，同时若有需要，扫描模块可以做俯仰运动，确保该端面所有面均可以被扫描到。一端扫描完成后，待测样品做180°掉头，或者扫描模块绕待测样品中心做180°旋转，进行另外一个端面的扫描，直至两端全部扫描结束；6、使用一个扫描模块，位于待测样品一端，待测样品绕自身轴线做360°旋转，同时若有需要，待测样品可以做俯仰运动，确保该端面所有面均可以被扫描到。一端扫描完成后，待测样品做180°掉头，或者扫描模块绕待测样品中心做180°旋转，进行另外一个端面的扫描，直至两端全部扫描结束；7、使用多个扫描模块，分别位于待测样品的两端，布置在样品切面的360°范围内，待测样品及扫描模块不需要运动即可将两端面全部扫描完成。
进一步地，本发明提供的钢筋重量偏差检测仪器还包括一标定盘06，该标定盘06位于待测样品两端，用于界定扫描区域，两标定盘06之间距离会被数据处理模块中使用，因此，该标定盘06优选为固定结构。
固定模块03用于固定夹紧待测样品，同时，也能根据扫描的需要通过旋转马达对待测样品进行旋转。该固定模块03采用特殊的形状，如V型，既可以将待测样品进行固定，又可以兼容不同直径规格的待测样品。
称重模块04用于获得待测样品钢筋重量，其获取方式可以是直接获取，亦可以是间接获取，比如使用电子天平或者重量传感器。
运动模块05主要包括马达、轴承、同步带轮、线轨等零部件，用以实现扫描模块绕钢筋轴线做360°旋转，以及扫描模块0～90°俯仰调节。
数据处理模块接收扫描、称重的数据，并通过设定好的算法，计算并判定钢筋重量偏差是否合格，并将该检测结果通过一数据输出模块保存到本地或相应的网络端。对于两标定盘06中间这一段钢筋而言，其试样实际总重量(kg)为：M-(V1+V2)×7.85。数据处理模块依据GB 1499.2—2007所得理论重量m(kg/m)和两夹具相对距离值L(m)计算出试样理论总重量(kg)为：L×m。
钢筋实际重量与理论重量的偏差公式(％)为：
在本发明方法中，试样实际总重量(kg)为:M-(V1+V2)×7.85，M为夹具所测钢筋总重量(kg),V1+V2为扫描模块02所测钢筋与夹具所夹两端面体积(m3)；试样总长度为两标定盘06之间距离值L(m)；理论重量(kg)为依据GB 1499.2—2007(如表1所示)，由公称直径和公称横截面积所得。两标定盘06之间固定距离L(m)。
表1
数据处理模块根据计算结果及GB 1499.2-2007判定标准(如表2所示)自动判断该钢筋是否合格。
| 公称直径/mm | 实际重量与理论重量的偏差/％ |
| 6～12 | ±7 |
| 14～20 | ±5 |
| 22～50 | ±4 |
表2
所有测试数据及结果通过数据输出模块，保存到本地及网络端，便于审核及复查。
本发明所提供的钢筋重量偏差检测仪器，其具体操作流程如下：
打开外壳01，检测人员将待测样品(即钢筋)通过固定模块03固定到称重模块上，该称重模块如精度为1g的电子天平；
关闭外壳01，控制模块自动控制运动模块05、扫描模块02及称重模块工作，完成钢筋两端标定盘06外侧的部分的扫描；本实施例中：使用两个扫描模块02，且让他们分别位于待测样品两端，绕待测样品轴线做360°旋转，同时扫描模块02做俯仰运动，确保两端所有面均可以被扫描到；
两端扫描数据经过数据处理模块，自动拟合并计算得出体积值V1，V2(m3)；
称重模块自动得到并输出该样品实际总质量M(kg)到数据处理模块。
在另一较佳实施例中，可以将自动化产线、机械手、液压或气动装夹结合起来，通过这些自动化装置将钢筋运送到本发明所述设备前，并自动打开外壳01、自动固定好。
此外，本发明所公开的技术方案中，在扫描模块性能优异的情况下，该外壳可以为不遮光材料所制成，
与现有技术相比较，本发明所提供的钢筋重量偏差检测仪器具有以下优点：第一、效率高，以一根待测样品计算，本发明从固定待测样品到最终结果判定及输出，全过程仅需大约2分钟，而传统测量方法需要人工切割、称重、量长度、记录数据、输入数据等步骤，全过程需要花费20至30分钟；第二、精度高，本发明在测量过程中试样长度即为固定两标定盘之间的相对距离L，存在试样长度计算误差值(估值)±0.01％，传统测量方法中试样长度为人工读取，存在由钢尺带来的误差值(估值)±0.1％和长度测量方法带来的误差值(估值)±0.2％；此外，本发明由扫描模块扫描两端面体积和数据处理模块计算对应质量得到钢筋试样两端面质量，其计算钢筋试样两端面体积所带来误差为(估值)±0.00001％，传统测量方法中由人工切割钢筋两端面，人工观察端面平整度得到钢筋两端面质量，由端面平整度带来误差为(估值)±0.5％，本发明总误差为(估值)±0.5％，传统测试方法总误差为(估值)±1.8％，较传统测量方法本发明精度相对提高；第三、数据管控方便，本发明测量重量数据和长度数据后采用自动上传的方式，由数据处理模块计算钢筋质量偏差值，传统测量方法中，所有数据都由人工读取记录，并人工上传至计算机端，较传统人工测量、人工读取、人工输入的方法，本发明更便于数据管控；第四、无污染。本发明采用扫描模块扫描待测样品两端面，由数据处理模块计算出两端面体积V1,V2，数据处理模块计算得到钢筋两端面对应质量，代替传统测量方法中切割钢筋两端面称重得到对应质量的工序。较传统测量方法，本发明在检测过程中无需对所测钢筋做切割处理，不会产生粉尘，电火花，以及噪声等污染；第五、自动化，本发明整个测试过程、数据传输处理过程及数据输出过程都是自动完成，完全不需要人工干预。
如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
Claims (7)
1.一种钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，包括一扫描模块、一称重模块、一标定盘、一数据处理模块，所述称重模块用于对一待测钢筋进行称重获取所述待测钢筋的质量数据，所述标定盘的数量为二，所述待测钢筋位于所述称重模块上，并从所述标定盘穿出，所述扫描模块用于扫描获取位于所述标定盘外侧的所述待测钢筋的体积数据，所述数据处理模块用于根据所述质量数据、所述体积数据、所述标定盘之间的距离通过一预设算法计算得出所述待测钢筋的重量偏差数据。
2.如权利要求1所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一数据输出模块，所述数据输出模块与所述数据处理模块相连，所述质量数据和/或所述体积数据和/或所述重量偏差数据通过所述数据输出模块输出至一本地数据库和/或一网络数据库。
3.如权利要求1所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一控制模块，所述控制模块分别与所述扫描模块、所述称重模块相连，用于控制所述扫描模块和所述称重模块。
4.如权利要求1所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一外壳，所述外壳由遮光材料制成。
5.如权利要求1所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述扫描模块利用激光或蓝光或红外线技术进行扫描。
6.如权利要求1所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述钢筋重量偏差检测仪器还包括一固定模块，所述固定模块位于所述称重模块的上方，所述待测钢筋固定于所述固定模块上。
7.如权利要求6所述的钢筋重量偏差检测仪器，其特征在于，所述固定模块呈V形。
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