CN111024006A - 一种粗糙度检测方法及粗糙度检测装置 - Google Patents
一种粗糙度检测方法及粗糙度检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及粗糙度检测技术领域,尤其是涉及一种粗糙度检测方法及粗糙度检测装置。
背景技术
装配式混凝土结构是预制结构和现浇混凝土的结合,目前现有的施工规范对两者结合面的粗糙度提出一定要求。常用的粗糙度检测方法为触针法,也即将测量针在待检测面上滑动从而测量待检测面表面高度变化,作为判断粗糙度的依据。
但是,由于待检测面凹凸不平的特性,采用触针法在待检测面上滑动时采集到的表面的点较少,也即检测到的待检测面的点较少,从而导致得出的高度变化的数据的精度较低,检测精准度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粗糙度检测方法及粗糙度检测装置,以解决现有技术中存在的检测精准度较低的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供的粗糙度检测方法,包括以下步骤:
预设标准水平面并选定激光入射角度α和标准高度,0°<α<90°;
向位于标准水平面上的标准点发射激光,该激光经反射后发出标准反射光线;
获取上述标准反射光线位于标准高度处的标准水平位置;
向待检测面上的待检测点发射激光,该激光经待检测面反射后发出检测反射光线,获取该检测反射光线位于标准高度处的检测水平位置;
计算检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs;
根据待检测面位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值判断该待检测面的粗糙度。
进一步地,获取检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:
标定标准水平位置和检测水平位置,测量检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs。
进一步地,获取检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:
选定参考水平位置;
分别测量标准水平位置到参考水平位置的水平矢量位移S1和检测水平位置到参考水平位置的水平矢量位移S2;
计算Δs=S2-S1。
进一步地,根据位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制波形图,根据该波形图判断该待检测面的粗糙度。
进一步地,将用于获取标准水平位置和检测水平位置的图像传感器固定在标准高度处,并将图像传感器和激光发射器的水平相对位置固定,沿直线方向滑动图像传感器和激光发射器从而检测位于该直线上的待检测点的Δh值。
进一步地,本发明还提供一种粗糙度检测装置,包括支架以及设置在支架上的激光发射器和数据采集处理单元;
预设标准水平面并选定激光入射角度α和标准高度,0°<α<90°;
定义向位于标准水平面上的标准点发射激光后的反射光线为标准反射光线,标准反射光线在标准高度处的位置为标准水平位置;
定义向待检测面上的待检测点发射激光后的反射光线为检测反射光线,检测反射光线位于标准高度处的位置为检测水平位置;
进一步地,所述数据采集处理单元和所述激光发射器均与所述支架滑动连接,以使所述数据采集处理单元和所述激光发射器能够沿直线方向滑动。
进一步地,所述激光发射器和所述数据采集处理单元均为多个;
多个所述激光发射器和多个所述数据采集处理单元分别沿纵向布置,且在横向一一对应。
进一步地,所述数据采集处理单元还根据待检测面位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制并输出波形图,根据该波形图判断该待检测面的粗糙度。采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的粗糙度检测方法及粗糙度检测装置,采用激光与三角函数公式进行粗糙度检测,可连续采集待检测面的检测点,也即检测到的待检测面的点较多,提高了获取的高度变化的数据的精度,同时提高了以此来判断粗糙度的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的粗糙度检测方法的原理图;
图2为本发明实施例提供的粗糙度检测装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的粗糙度检测装置的另一结构示意图。
附图标记:
1-标准高度; 2-标准反射光线; 3-标准水平面;
4-检测反射光线; 5-待检测面; 6-标准水平位置;
7-检测水平位置; 8-支架; 9-激光发射器;
10-数据采集处理单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。
如图1所示,本实施例提供的粗糙度检测方法包括以下步骤:预设标准水平面3并选定激光入射角度α和标准高度1,0°<α<90°;向位于标准水平面3上的标准点发射激光,该激光经反射后发出标准反射光线2;获取上述标准反射光线2位于标准高度1处的标准水平位置6;向待检测面5上的待检测点发射激光,该激光经待检测面5反射后发出检测反射光线4,获取该检测反射光线4位于标准高度1处的检测水平位置7;计算检测水平位置7到标准水平位置6的水平矢量位移Δs;计算待检测点与标准点之间的高度差根据待检测面5位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值判断该待检测面5的粗糙度。
本发明提供的粗糙度检测方法利用三角函数来计算得出待检测点的高度变化,具体先设定标准水平面3和标准高度1,向标准水平面3发射激光,该反射光定义为标准反射光线2,取标准反射光线2在标准高度1处的水平位置,该位置定义为标准水平位置6,再次向待检测面5上的待检测点发射激光,该反射光定义为检测反射光线4,取检测反射光线4的标准高度1处的水平位置,该位置定义为检测水平位置7。水平矢量位移Δs是指检测水平位置7与标准水平位置6之间的直线长度,且该直线长度是一个矢量,具有正负之分,也即检测水平位置7位于标准水平位置6不同侧(如图1中的左右两侧)时采用正负来代表。计算待检测点与标准点之间的高度差Δh代表该待检测点与标准点之间的高度差,也具有正负之分,从而可区分待检测点是高于标准点或低于标准点。该公式的具体分析为:设标准高度1为H,入射角α不变,选定标准水平位置6到入射点的水平距离为D0,检测水平位置7到入射点的水平距离为Dn,D0和Dn即为入射光与反射光构成的等腰三角形的底边的一半,则Δs=Dn-D0,根据三角函数关系得出以下公式:
D0=H×tanα
Dn=(H+Δh)×tanα
则Dn-D0=(H+Δh)×tanα-H×tanα=Δh×tanα
由上可知,标准高度H不变,tanα固定不变,只要获取Δs的值即可计算出待检测点距离校准水平面上的标准点之间的高度差,根据不同位置点的高处差判断待检测面5的高度变化,从而判断待检测面5的粗糙度。本发明采用激光与三角函数公式进行粗糙度检测,可连续采集待检测面5的检测点,也即检测到的待检测面5的点较多,提高了获取的高度变化的数据的精度,同时提高了以此来判断粗糙度的精准度。
具体地,可选图1中右侧方向为负方向,左侧方向为正方向。当检测水平位置7位于标准水平位置6的右侧时,检测水平位置7到标准水平位置6的矢量位移Δs为正值,计算得出的Δh为正值,此时待检测点低于标准水平面3(如图1,Δs为正值,Δh为正值,待检测点低于标准水平面)。当检测水平位置7位于标准水平位置6的左侧时,检测水平位置7到标准水平位置6的矢量位移Δs为负值,计算得出的Δh为负值,此时待检测点高于标准水平面3。当然也可将右侧方向设为正方向,左侧方向设为负方向,此时计算得出的Δh为负值时,待检测点低于标准水平面3,Δh为正值时,待检测点高于标准水平面3。
其中,标准水平面3可以选为地平面或者其他便于实施操作的平面。
在上述实施例的基础上,进一步地,获取检测水平位置7到标准水平位置6的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:标定标准水平位置6和检测水平位置7,测量检测水平位置7到标准水平位置6的水平矢量位移Δs。可通过直接测量检测水平位置7到标准水平位置6的水平矢量值来确定Δs的值,精准快速。获取两点之间的位移值为现有技术,例如可通过图像传感器来实现,图像传感器先获取标准水平位置6,并标定该位置,然后获取检测水平位置7,得出Δs值。
在上述实施例的基础上,进一步地,获取检测水平位置7到标准水平位置6的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:
选定参考水平位置;
分别测量标准水平位置6到参考水平位置的水平矢量位移S1和检测水平位置7到参考水平位置的水平矢量位移S2;
计算Δs=S2-S1。
本实施例中,通过选定参考水平位置,分别测量标准水平位置6和检测水平位置7到参考水平位置之间的水平矢量位移,计算两者的差值得出Δs值。例如,参考水平位置为在标准水平面3入射激光时,入射光线和标准反射光线2构成的等腰三角形底边的中点。
在上述实施例的基础上,进一步地,根据位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制波形图,根据该波形图判断该待检测面5的粗糙度。通过绘制波形图可直观看出待检测面5的高度变化,该波形图以x轴为待检测点位置数据,y轴为Δh值数据来绘制得出。x轴上的待检测点位置可由编码器采集获得。
在上述实施例的基础上,进一步地,将用于获取标准水平位置6和检测水平位置7的图像传感器固定在标准高度1处,并将图像传感器和激光发射器9的水平相对位置固定,沿直线方向滑动图像传感器和激光发射器9从而检测位于该直线上的待检测点的Δh值。本实施例中,将图像传感器和激光发射器9同时沿直线滑动,在滑动的同时检测该直线上的待检测点的Δh值,可实现快速检测。
如图2所示,进一步地,本发明还提供一种粗糙度检测装置,包括支架8以及设置在支架8上的激光发射器9和数据采集处理单元10;预设标准水平面3并选定激光入射角度α和标准高度1,0°<α<90°;
定义向位于标准水平面3上的标准点发射激光后的反射光线为标准反射光线2,标准反射光线2在标准高度1处的位置为标准水平位置6;
定义向待检测面5上的待检测点发射激光后的反射光线为检测反射光线4,检测反射光线4位于标准高度1处的位置为检测水平位置7;
本发明提供的粗糙度检测装置,激光发射器9向检测点发射激光,数据采集处理单元10根据获取的标准水平位置6和检测水平位置7计算Δh的数值,具体原理和方法如上介绍,采用激光与三角函数公式进行粗糙度检测,可连续采集待检测面5的检测点,也即检测到的待检测面5的点较多,提高了获取的高度变化的数据的精度,同时提高了以此来判断粗糙度的精准度。
优选地,标准水平面3为支架8底部所在的平面。
具体地,数据采集处理单元10包括采集单元和计算单元,采集单元采集标准水平位置6和检测水平位置7,并将位置信息发送给计算单元,计算单元根据接收到的上述位置信息计算Δs并计算Δh的数值。
在上述实施例的基础上,进一步地,数据采集处理单元10和激光发射器9均与支架8滑动连接,以使数据采集处理单元10和激光发射器9能够沿直线方向滑动。将数据采集处理单元10与激光发射器9在支架8上沿直线滑动,在滑动的同时检测该直线上的待检测点的Δh值,可实现快速检测。
如图3所示,在上述实施例的基础上,进一步地,激光发射器9和数据采集处理单元10均为多个;多个激光发射器9和多个数据采集处理单元10分别沿纵向布置,且在横向一一对应。其中,纵向为垂直于图2所在平面的方向,横向为图2中的左右水平方向,同时,纵向也为图3中的上下方向,横向为图3中的左右水平方向。也即,设置一排激光发射器9和一排数据采集处理单元10,并分别一一对应,多个激光发射器9和数据采集处理单元10分别沿不同的直线方向滑动可实现同时检测多条直线位置上待检测点的Δh值,大大提高检测效率。
在上述实施例的基础上,进一步地,数据采集处理单元10还根据待检测面5位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制并输出波形图,根据该波形图判断该待检测面5的粗糙度。通过绘制波形图可直观看出待检测面5的高度变化,该波形图以x轴为待检测点位置数据,y轴为Δh值数据来绘制得出。x轴上的待检测点位置可由编码器采集获得。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的粗糙度检测方法,其特征在于,获取检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:
标定标准水平位置和检测水平位置,测量检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs。
3.根据权利要求1所述的粗糙度检测方法,其特征在于,获取检测水平位置到标准水平位置的水平矢量位移Δs,具体包括以下步骤:
选定参考水平位置;
分别测量标准水平位置到参考水平位置的水平矢量位移S1和检测水平位置到参考水平位置的水平矢量位移S2;
计算Δs=S2-S1。
4.根据权利要求1所述的粗糙度检测方法,其特征在于,根据位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制波形图,根据该波形图判断该待检测面的粗糙度。
5.根据权利要求1所述的粗糙度检测方法,其特征在于,将用于获取标准水平位置和检测水平位置的图像传感器固定在标准高度处,并将图像传感器和激光发射器的水平相对位置固定,沿直线方向滑动图像传感器和激光发射器从而检测位于该直线上的待检测点的Δh值。
7.根据权利要求6所述的粗糙度检测装置,其特征在于,所述数据采集处理单元和所述激光发射器均与所述支架滑动连接,以使所述数据采集处理单元和所述激光发射器能够沿直线方向滑动。
8.根据权利要求6所述的粗糙度检测装置,其特征在于,所述激光发射器和所述数据采集处理单元均为多个;
多个所述激光发射器和多个所述数据采集处理单元分别沿纵向布置,且在横向一一对应。
9.根据权利要求6所述的粗糙度检测装置,其特征在于,所述数据采集处理单元还根据待检测面位于同一条直线不同位置的检测点处的Δh值绘制并输出波形图,根据该波形图判断该待检测面的粗糙度。
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