CN107238540A - 一种数字式混凝土回弹仪 - Google Patents

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郭启亮
王学峰
郭文光
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Abstract

本发明公开了一种数字式混凝土回弹仪，包括回弹体，指针轴、弹簧片、指针滑块、图像传感器、图像识别处理器、主控单元和显示装置；回弹体的壳体的一侧开设有条形槽，条形槽内侧设置有指针轴，指针轴上设有弹簧片，指针滑块套设于指针轴上的弹簧片上；所述图像传感器安装在回弹体上的条形槽侧，图像传感器用于采集指针轴上指针滑块的位置信息；并将位置信息的图像输入到图像识别处理器；图像识别处理器得到回弹值并将回弹值输入到主控单元；所述主控单元与显示装置连接。本发明提供的数字式混凝土回弹仪，取消了原有技术的光电开关机构，采用图像传感器实现回弹值读取；通过高可靠性图像识别技术，提高了回弹仪的精度和线性。

Description

一种数字式混凝土回弹仪
技术领域
本发明涉及物理中用测量撞击物体回弹程度测试固体材料的表面硬度特性技术领域，尤其涉及一种数字式混凝土回弹仪。
背景技术
现有数字分体回弹仪及一体回弹仪应用最广泛的是光电开关机构型的，但此结构形式对原回弹仪的回弹滑块来说增加了很大的光电开关机构的重量，致使仪器的精度和线性出现严重误差。现有的数字式混凝土回弹仪，是由回弹体构成，在回弹体的壳体的一侧开有一长槽，此槽处体内的一侧固定有指针轴，轴上设有弹簧片，并套有指针滑块，一件由安装在指针滑块上的已知各缝间距离的光电码带和安装在壳体上的对射式光电开关构成的回弹值传感组件，平面光栅在与导向杆平行的平面上并处于光电开关的光信号通道上，而平面光栅上的缝在与导向杆相交的平面上并与光电开关的光路相交。
现有的数字回弹仪有如中国发明专利ZL03103652.X“回弹法混凝土抗压强度检测仪及其制作方法”介绍的：“一种回弹法混凝土抗压强度检测仪，在壳体中安装有一中心穿有导向杆的弹击锤，弹击锤前端与壳体前壁间由一支主弹簧连接，弹击锤外径有后小前大的台阶，在壳体壁内安装有与导向杆平行的游标导杆，游标安装在游标导杆上，游标的指针面限在壳体上的与导向杆平行的长孔中，游标前端固定一向壳体中心且向前倾斜伸出的簧片，簧片顶点向壳体中心深入的距离要超过弹击锤的大直径而未及弹击锤的小直径，另有一件由安装在游标上的对射式光电开关和安装在壳体上的已知各缝间距离的透射缝平面光栅构成的回弹值传感组件，平面光栅在与导向杆平行的平面上并处于光电开关的光信号通道上，而平面光栅上的缝在与导向杆相交的平面上并与光电开关的光路相交”。
有如中国实用新型专利ZL00264866.0“数字式混凝土回弹仪”介绍的：“一种数字式混凝土回弹仪，是由回弹体构成，在回弹体的壳体的一侧开有一长槽，此槽处体内的一侧固定有指针轴，轴上设有弹簧片，并套有指针滑块，回弹体的导向法兰一侧也套入此指针轴，并位于指针滑块的上端，指针滑块与电刷相连，在此槽处体外的一侧固定有与电刷接触的电位器，电位器的外侧设有可以自动采集回弹值、数据处理、打印记录的电器部分，并通过电器盒固定在壳体上，与电位器通过导线相连”。
有如中国实用新型专利ZL200420004250.4“数字式混凝土回弹仪”介绍的：“一种数字式混凝土回弹仪，包括回弹仪、传感器，还包括数据采集和显示装置，差动变压器式位移传感器一端连接在回弹仪的指针滑块上，另一端通过导线与数据采。
发明内容
(一)要解决的技术问题是提供一种精度高的数字式混凝土回弹仪。该回弹仪的精度高、结构简单。
(二)技术方案
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的数字式混凝土回弹仪，包括回弹体，指针轴、弹簧片、指针滑块、图像传感器、图像识别处理器、主控单元和显示装置；
所述回弹体的壳体的一侧开设有条形槽，所述条形槽内侧设置有指针轴，所述指针轴上设有弹簧片，所述指针滑块套设于指针轴上的弹簧片上；所述图像传感器安装在回弹体上的条形槽侧，所述图像传感器用于采集指针轴上指针滑块的位置信息；并将位置信息的图像输入到图像识别处理器；所述图像识别处理器得到回弹值并将回弹值输入到主控单元；所述主控单元与显示装置连接。
进一步，所述条形槽沿回弹体壳体中心导杆方向设置。
进一步，所述图像传感器采用MOS图像传感器；所述图像传感器设置于指针块左侧。
进一步，所述图像传感器采用CCD传感器。
进一步，所述图像识别处理器采用FPGA芯片来实现图像识别。
(三)有益效果
与现有技术和产品相比，本发明有如下优点：
本发明提供的数字式混凝土回弹仪，取消了原有技术的光电开关机构，采用图像传感器实现回弹值读取；通过高可靠性图像识别技术，提高了回弹仪的精度和线性。
附图说明
图1是本发明的回弹体结构图。
图2是本发明的原理框图。
图3是本发明的指针轴结构简图。
图中，1为回弹体，2为中心导杆、3为条形槽、4为指针轴、5为弹簧片、6为指针滑块、7为图像传感器、8为图像识别处理器、9为主控单元、10为显示装置。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种数字回弹仪，用于通过测量撞击物体回弹程度来测试固体材料的表面硬度；本数字回弹仪取消了原有技术的光电开关机构，所以对回弹仪的精度和线性没有任何影响。
本实施例提供的数字式混凝土回弹仪，是由回弹体1构成，在回弹体1的壳体的一侧开有一长槽，此槽处体内的一侧固定有指针轴，轴上设有弹簧片，并套有指针滑块，本实施例的图像传感器采用长条形MOS图像传感器，安装在回弹体开槽侧，图像采集面正对指针滑块。
本发明提供的数字式混凝土回弹仪，包括回弹体1，指针轴4、弹簧片5、指针滑块6、图像传感器7、图像识别处理器8、主控单元9和显示装置10；
所述回弹体的壳体的一侧开设有条形槽3，所述条形槽内侧设置有指针轴4，所述指针轴上设有弹簧片5，所述指针滑块6套设于指针轴上的弹簧片上；所述图像传感器安装在回弹体上的条形槽侧，所述图像传感器用于采集指针轴上指针滑块的位置信息；并将位置信息的图像输入到图像识别处理器；所述图像识别处理器得到回弹值并将回弹值输入到主控单元；所述主控单元与显示装置连接。
所述条形槽沿回弹体壳体中心导杆2方向设置。所述图像传感器采用MOS图像传感器；所述图像传感器设置于指针块左侧。所述图像传感器采用CCD传感器。所述图像识别处理器采用FPGA芯片来实现图像识别。
如图2所示，图2是本实施例提供的回弹仪原理框图，具体按照以下步骤来实现测量过程：
首先通过MOS图像传感器实时读取回弹仪刻度位置图像；混凝土回弹仪是用一弹簧驱动弹击锤并通过弹击杆弹击混凝土表面所产生的瞬时弹性变形的恢复力，使弹击锤带动指针弹回并指示出弹回的距离。使用时使仪器的轴线始终垂直于混凝土的表面并缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后，弹击锤回弹带动指针滑块向后移动至某一位置时，指针滑块指示出一定数值即为回弹值。
然后通过高精度图像识别算法(由专用的图像识别FPGA芯片实现)得出回弹值；本实施例提供的图像信息识别算法首先通过“二值化算法”将彩色图像信息转化为纯黑纯白图像信息；然后通过“去除孤立点算法”将图像中的无用信息去除；最后依据回弹图像计算有效回弹值。
最后传给本仪器的主控单元，进行显示及计算处理，从而判定建筑物的强度是否达到国标规定的合格范围。
本实施例提供的计算及判定完全依据JGJ/T23-2011标准中的规定进行。
所谓主控单元是由微型计算机、真彩液晶屏、微动按键和其他电子器件组成的微计算机系统。
本实施例提供的回弹体上的指针滑块如图3所示，其中MOS图像传感器竖直安装在指针块左侧上；回弹体上设置有用于显示指针滑块位置的刻度；指针滑块上设置有刻度线。
以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数字式混凝土回弹仪，其特征在于，包括回弹体，指针轴、弹簧片、指针滑块、图像传感器、图像识别处理器、主控单元和显示装置；
所述回弹体的壳体的一侧开设有条形槽，所述条形槽内侧设置有指针轴，所述指针轴上设有弹簧片，所述指针滑块套设于指针轴上的弹簧片上；所述图像传感器安装在回弹体上的条形槽侧，所述图像传感器用于采集指针轴上指针滑块的位置信息；并将位置信息的图像输入到图像识别处理器；所述图像识别处理器得到回弹值并将回弹值输入到主控单元；所述主控单元与显示装置连接。
2.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，所述条形槽沿回弹体壳体中心导杆方向设置。
3.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，所述图像传感器采用MOS图像传感器；所述图像传感器设置于指针块一侧。
4.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，所述图像传感器采用CCD传感器。
5.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，所述图像识别处理器采用FPGA芯片来实现图像识别。
6.根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于，所述指针滑块与回弹体上设置的弹击锤连接。
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