CN112763510A - 裂缝宽度检测装置、混凝土裂缝检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种裂缝宽度检测装置，包括：检测部件和显示装置，检测部件包括：管体，呈柱状，用于插入待检测构件的狭长检测孔；摄像头，与管体连接，摄像头用于正对检测孔端壁设置、拍摄检测孔侧壁的裂缝图片，并发送至显示装置；平面镜，与管体连接，对应于检测孔侧壁设置，用于将检测孔侧壁反射给摄像头，平面镜到摄像头的距离L1、平面镜到检测孔侧壁的距离L2和摄像头的焦距f满足：

；显示装置根据裂缝图片显示裂缝实际宽度。本发明还提供一种混凝土裂缝检测方法。本申请通过平面镜实现了光路方向的改变，通过摄像头的拍摄距离和焦距的数值范围的设定解决了微距成像的问题，且读数便利。

Description

裂缝宽度检测装置、混凝土裂缝检测方法

技术领域

本发明涉及混凝土裂缝检测技术领域，尤其涉及一种裂缝宽度检测装置及其检测方法。

背景技术

混凝土是各类基建项目（包括装配式建筑）的常用的工程材料，而混凝土开裂是发生在混凝土结构中的常见问题。尤其对于装配式建筑来说，预制层与现浇层之间是容易产生裂缝的地方。如果发生开裂，混凝土和钢筋被腐蚀的程度会加重，从而影响基础的承载力和耐久性。通过定期检测混凝土基础是否开裂及裂缝宽度，分析开裂原因并及时采取适当的治理措施，避免钢筋混凝土基础发生破坏，对保证装配式建筑的质量具有重大意义。

现有技术中的裂缝宽度检测装置，包括管体和连接至管体的摄像头，摄像头正对检测孔侧壁设置；该裂缝宽度检测装置能用来检测混凝土的裂缝宽度。但由于摄像头正对检测孔侧壁设置，在某些情况下，例如检测孔径较小的情况下，存在因摄像头微距无法对焦导致成像模糊的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明提供了一种裂缝宽度检测装置。

根据本发明的一个方面，一种裂缝宽度检测装置，包括：检测部件和显示装置，所述检测部件包括：

管体，呈柱状，用于插入待检测构件的狭长检测孔；

摄像头，与所述管体连接，所述摄像头用于正对所述检测孔端壁设置、拍摄所述检测孔侧壁的裂缝图片，并发送至所述显示装置；

平面镜，与所述管体连接，对应于所述检测孔侧壁设置，用于将所述检测孔侧壁反射给所述摄像头，所述平面镜到摄像头的距离L1、所述平面镜到检测孔侧壁的距离L2和所述摄像头的焦距f满足：

；

所述显示装置根据所述裂缝图片显示裂缝实际宽度。

采用这种结构，平面镜起到光线反射的作用，用于将裂缝侧壁反射后供摄像头进行，起到了改变光路方向的作用，使得摄像头可以由正对检测孔侧壁改变为正对检测孔端壁，同样能检测到检测孔侧壁的混凝土裂缝的图像，进而减小检测装置的管体径向尺寸，使检测装置能够适用于狭长检测孔，因此仅钻狭长的检测孔（例如直径范围为2-8厘米）即可实现混凝土裂缝的检测，极大地减少了对墙体的损伤。

此外，采用平面镜反射的结构之后，摄像头到混凝土侧壁的光路距离即为平面镜到摄像头的距离L1、平面镜到检测孔侧壁的距离L2之和，也就是说，摄像头到被拍摄物体的距离相当于

，而摄像头的焦距f即等于最小对焦距离。采用

的方式，也即保证了摄像头到被拍摄物体的距离大于或等于摄像头的最小对焦距离，这样，摄像头可以通过手动对焦、自动对焦等多种对焦方式，调节至

，将混凝土裂缝清晰成像，从而解决了现有技术中针对狭长检测孔因摄像头微距无法对焦导致成像模糊的问题。相反，如果

，则摄像头到被混凝土裂缝的距离小于最小对焦距离，则无法实现清晰成像。

由此可见，本方案通过了平面镜实现了光路方向的改变，在此基础上，又通过摄像头的拍摄距离和焦距的数值范围的设定解决了微距无法清晰成像的问题。最后，能通过显示装置直接显示裂缝宽度，或者，通过显示装置设置的刻度直接读出裂缝宽度，十分方便。

根据本发明的至少一个实施方式，所述平面镜到摄像头的距离L1、所述平面镜到检测孔侧壁的距离L2和所述摄像头的焦距f满足：

。

根据本发明的至少一个实施方式，所述摄像头为定焦摄像头；所述平面镜到检测孔侧壁的距离L2、所述平面镜到摄像头的距离L1、和所述摄像头的焦距f均为固定值。

根据本发明的至少一个实施方式，所述摄像头为变焦摄像头；

平面镜设于镜面支架上、摄像头通过摄像头支架与所述管体连接；

所述镜面支架与所述摄像头支架通过可沿所述管体轴线方向伸缩的第一伸缩结构连接；和/或，镜面支架、摄像头支架分别通过可沿管体径向方向伸缩的第二伸缩结构、第三伸缩结构与所述管体连接。

根据本发明的至少一个实施方式，所述第一伸缩结构、第二伸缩结构、第三伸缩结构为丝杠运动副或滑动运动副。

根据本发明的至少一个实施方式，所述平面镜与所述摄像头的中心轴线的夹角为45°。

根据本发明的至少一个实施方式，所述镜面支架通过沿管体切线方向延伸的转动轴与管体可转动连接。

根据本发明的至少一个实施方式，所述显示装置设有表征裂缝实际宽度的刻度，所述刻度根据预先标定的混凝土裂缝的拍摄宽度与裂缝实际宽度之间的对应关系而设置；或者，

所述显示装置包括计算模块和显示模块；所述计算模块用于根据所述摄像头的焦距f、所述摄像头的镜头的直径d、所述平面镜到摄像头的距离L1、所述平面镜到检测孔侧壁的距离L2、所述裂缝图片中裂缝沿裂缝宽度方向的像素点D1、及所述裂缝图片沿裂缝宽度方向的像素点D2计算裂缝实际宽度W，并发送给所述显示模块，所述显示模块用于显示所述裂缝实际宽度W。

根据本发明的至少一个实施方式，所述管体用于与所述检测孔侧壁形成双线接触，接触线平行于所述检测孔的轴线。

根据本发明的至少一个实施方式，所述管体的横截面呈三角形,或者，所述管体的横截面呈梯形；或者，所述管体的横截面呈圆冠形;

所述摄像头安装于所述管体的端部。

根据本发明的至少一个实施方式，所述镜面支架在所述平面镜的周围还设有至少一个光源；所述管体的至少一部分为透明管体，所述透明管体对应于所述平面镜和光源设置。

根据本发明的至少一个实施方式，还包括：防反光结构，所述防反光结构包括用于避免管体的反射光进入平面镜的第一防反光结构和/或用于避免光源的反射光进入所述摄像头的第二防反光结构。

根据本发明的至少一个实施方式，所述管体包括支撑管段，所述第一防反光结构为一端与所述管体连接，另一端沿所述管体轴线方向向外延伸的延伸段，所述延伸段用于对应所述检测孔侧壁，且所述镜面支架设于所述延伸段上；或者，所述第一防反光结构为开设在所述支撑管段的通孔，所述通孔与所述光源对应，且所述通孔的直径不小于所述光源的照明范围；和/或，

所述第二防反光结构为罩在所述光源外的灯罩，所述灯罩连接至镜面支架、遮挡光源靠近摄像头的一侧。

混凝土裂缝检测方法，包括以下步骤：

钻孔步骤：在待检测构件钻出检测孔；

找缝步骤：将前述任一项所述的裂缝宽度检测装置中的检测部件插入所述检测孔内，移动检测部件，使平面镜正对裂缝，且裂缝成像最清晰；

读数步骤：查看显示装置，读取裂缝实际宽度。

根据本发明的至少一个实施方式，钻孔步骤中，检测孔为盲孔，且检测孔的深度满足以下条件：

检测孔内端面到叶板和现浇层的结合面的距离d1等于管体内端面到平面镜的中心处的距离d2。

根据本发明的至少一个实施方式，找缝步骤的具体过程包括：

保持所述管体紧贴所述检测孔侧壁，旋转管体以找到裂缝；

前后移动管体，观察裂缝的成像，比较多次裂缝成像的位置、清晰度，找到裂缝呈像位于显示模块中部且清晰的图像。

根据本发明的至少一个实施方式，读数步骤的具体过程为：

显示装置根据摄像头的焦距f、摄像头镜头的直径d、所述平面镜到摄像头的距离L1、所述平面镜到检测孔侧壁的距离L2、裂缝图片中裂缝沿裂缝宽度方向的像素点D1及裂缝图片沿裂缝宽度方向的像素点D2得到裂缝实际宽度W。

根据本发明的至少一个实施方式，在钻孔步骤之前还包括标定步骤，标定步骤的具体过程包括：

用预设的所述检测部件拍摄多个预设检测孔的侧壁，记录混凝土裂缝的拍摄宽度W拍，记录混凝土裂缝的实际宽度W实，建立拍摄宽度W拍和实际宽度W实一一对应关系；

根据所述对应关系在所述显示装置上设置刻度，以使所述显示装置的读数为所述实际宽度W实。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本发明的实施方式的裂缝宽度检测装置的示意图。

图2是图1所示的裂缝宽度检测装置中检测部件第一实施方式的示意图。

图3是图1所示的裂缝宽度检测装置中检测部件第二实施方式的示意图。

图4是图1所示的裂缝宽度检测装置中检测部件第三实施方式的示意图。

图5是图1所示的裂缝宽度检测装置中检测部件第四实施方式的示意图。

图6是图1所示的裂缝宽度检测装置中显示装置的示意图。

图7是图1所示的裂缝宽度检测装置中管体的第一实施方式的示意图。

图8是图1所示的裂缝宽度检测装置中管体的第二实施方式的示意图。

图9是图1所示的裂缝宽度检测装置中管体的第三实施方式的示意图。

图10是图1所示的裂缝宽度检测装置中管体的第四实施方式的示意图。

图11是图1所示的裂缝宽度检测装置中防撞部的第一实施方式的示意图。

图12是图1所示的裂缝宽度检测装置中防撞部的第二实施方式的示意图。

图13是图1所示的裂缝宽度检测装置中第一防反光结构的第一实施方式的示意图。

图14是图1所示的裂缝宽度检测装置中第一防反光结构的第二实施方式的示意图。

图中：10-检测部件；11-管体；111-防撞部；112-支撑管段；113-延伸段；114-通孔；115-遮挡件；12-摄像头；13-光源；131-灯罩；14-摄像头支架；15-平面镜；16-镜面支架；17-第一伸缩结构；18-第二伸缩结构；19-第三伸缩结构；20-显示装置；21-计算模块；22-显示模块；23-刻度；24-存储模块；30-待检测构件；31-检测孔；32-裂缝；40-裂缝图片。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

如图1所示，本文所称检测孔31“端壁”是指检测孔31沿其径向方向延伸的内壁；所称检测孔31“侧壁”是指检测孔31沿其轴线方向延伸的内壁。管体“内端面”是指，管体位于检测孔内的端面。

如图1所示，根据本发明的第一实施方式，提供了一种裂缝宽度检测装置，包括：检测部件10和显示装置20，检测部件10包括：

管体11，呈柱状，用于插入待检测构件30的狭长检测孔31；

摄像头12，与管体11连接，摄像头12用于正对检测孔31端壁设置、拍摄检测孔31侧壁的裂缝图片40，并发送至显示装置20；

平面镜15，与管体11连接，对应于检测孔31侧壁设置，用于将检测孔31侧壁反射给摄像头12，平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2和摄像头12的焦距f满足：

；

显示装置20根据裂缝图片40显示裂缝32实际宽度。

本裂缝宽度检测装置的检测部分为柱状结构，能适用于狭长检测孔31，仅钻2-8厘米的检测孔31，极大地减少了对墙体的损伤；其次，摄像头12正对检测孔31内端壁设置，通过平面镜15将检测孔31侧壁反射至摄像头12。

采用这种结构，如图2所示，平面镜起到光线反射的作用，用于将裂缝侧壁反射后供摄像头进行，起到了改变光路方向的作用，使得摄像头可以由正对检测孔侧壁改变为正对检测孔端壁，同样能检测到检测孔侧壁的混凝土裂缝的图像，进而减小检测装置的管体径向尺寸，使检测装置能够适用于狭长检测孔31，因此仅钻狭长的检测孔（例如直径范围为2-8厘米）即可实现混凝土裂缝的检测，极大地减少了对墙体的损伤。

此外，采用平面镜反射的结构之后，摄像头到混凝土侧壁的光路距离即为平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2之和，也就是说，摄像头12到被拍摄物体的距离相当于

，而摄像头12的焦距f即等于最小对焦距离。采用

的方式，也即保证了摄像头12到被拍摄物体的距离大于或等于摄像头的最小对焦距离，这样，摄像头可以通过手动对焦、自动对焦等多种对焦方式，调节至

，将混凝土裂缝清晰成像，从而解决了现有技术中针对狭长检测孔因摄像头微距无法对焦导致成像模糊的问题。相反，如果

，则摄像头12到被混凝土裂缝的距离小于最小对焦距离，则无法实现清晰成像。

由此可见，本方案通过了平面镜实现了光路方向的改变，在此基础上，又通过摄像头的拍摄距离和焦距的数值范围的设定解决了微距无法清晰成像的问题。

最后，能通过显示装置20直接显示裂缝32宽度，或者，通过显示装置20设置的刻度23直接读出裂缝32宽度，十分方便。

具体的实施方式中，上述平面镜15到摄像头12的距离L1、所述平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2和所述摄像头12的焦距f可以满足：

。

采用这种结构，将摄像头的拍摄距离和焦距直接设置为最佳距离，检测过程中，无需对焦即可直接得到混凝土裂缝的清晰成像。

在一个实施方式中，摄像头12可为定焦摄像头；平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2、平面镜15到摄像头12的距离L1、和摄像头12的焦距f均为固定值。该摄像头12的焦距固定，便于标定。需要说明的是，为保证成像清晰、检测准确，平面镜15到摄像头12的距离L1是指，平面镜15中心到摄像头12中心的距离；平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2是指，平面镜15中心到检测孔31侧壁的距离，下同。

在另一个实施方式中，摄像头12可为变焦摄像头；平面镜15设于镜面支架16上、摄像头12通过摄像头支架14与管体11连接。

如图2所示，镜面支架16与摄像头支架14通过可沿管体11轴线方向伸缩的第一伸缩结构17连接。或者，

如图3所示，镜面支架16与摄像头支架14通过可沿管体11轴线方向伸缩的第一伸缩结构17连接，镜面支架16通过可沿管体11径向方向伸缩的第二伸缩结构18与管体连接，其中第二伸缩结构18可以具体通过第一伸缩机构17与管体连接。或者，

镜面支架16与摄像头支架14通过可沿管体11轴线方向伸缩的第一伸缩结构17连接，摄像头支架14通过可沿管体11径向方向伸缩的第三伸缩结构19与管体连接，其中第三伸缩结构19可以也具体通过第一伸缩机构17与管体连接。或者，

如图4所示，镜面支架16与摄像头支架14通过可沿管体11轴线方向伸缩的第一伸缩结构17连接，镜面支架16、摄像头支架14分别通过可沿管体11径向方向伸缩的第二伸缩结构18、第三伸缩结构19与管体连接，其中第二伸缩结构18、第三伸缩结构19可以通过第一伸缩结构17与管体连接。

采用这种结构，可以通过调节第一伸缩结构17的伸缩长度、改变摄像头12的焦距来适应多种不同直径和长度的检测孔，以使得该检测装置能针对多种孔径的检测孔的裂缝宽度清晰呈像。

此外，在实际钻孔过程中，如图3所示（为清楚说明原理，将混凝土渣放大尺寸进行显示），容易有混凝土渣留在检测孔31内，检测过程中如果管体放置在混凝土渣上时，则会发生平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2的实际值L2实大于平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2的预设值L2预，此时如果不做调节，则可能导致平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2和摄像头12的焦距f不满足预设的距离，例如不满足

，此时在不进行摄像头对焦处理的情况下，会发生呈像模糊等问题的出现，尤其对于狭小的检测孔，影响更大。

针对这种情况，如图3所示，可以通过微调第二伸缩结构18的伸缩量，减小平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2实，以使L2实等于预设值L2预，仍保证

。申请人更进一步发现，单独调节L2可能会导致摄像头和平面镜中心不对应，从而导致L1发生变化，从而导致还会出现少许偏差。因此，优选的方案中，如图4所示，可以同时微调第二伸缩机构18、第三伸缩机构19，不仅将L2实减小到预设值L2预，同时还保证摄像头12的中心始终与平面镜15中心等高，也就是保证L1不变，这样保证

使得混凝土裂缝成像清晰。由此可见，采用这种结构和调节方式，能够进一步弥补混凝土渣带来的检测误差，进一步提高检测精度、保证获得清晰的混凝土裂缝呈像。

在该实施方式中，第一伸缩结构17、第二伸缩结构18和第三伸缩结构19均可为丝杠运动副或滑动运动副。当采用丝杆运动副时，丝杆运动副的螺母和丝杆运动副的螺杆二者之一与镜面支架16连接，另一者与摄像头支架14连接；当采用滑动运动副时，滑动运动副相对运动的两部分二者之一与镜面支架16连接，另一者与摄像头支架14连接；上述丝杠运动或者滑动可以采用自动伸缩控制，也可以手动控制伸缩。采用自动伸缩时，例如气缸时，气缸的缸体和活塞杆二者之一与镜面支架16连接，另一者与摄像头支架14连接。

由此可见，采用上述三种伸缩机构的至少一种能够保证检测装置灵活运动，从而增强检测装置的适配性。在此基础上，可以将摄像头支架14、摄像头12、镜面支架16、平面镜15以及相应的伸缩机构作为一个整体结构，该整体结构与管体可拆卸连接。这样，当需要更换不同规格的管体时，可以将该整体结构从原来的第一管体拆下来，直接安装于第二管体上即可；也便于当管体在检测孔中磨损后更换新的管体。

可以想到，上述检测装置并不仅限于采用上述伸缩机构，也可以将摄像头、平面镜固设于管体，仅依靠摄像头对焦对混凝土裂缝进行清晰呈像。

在另一个实施方式中，平面镜15与摄像头12的中心轴线的夹角为45°。采用这个角度，如图2所示，检测过程中，通过调整管体的位置使混凝土裂缝正对平面镜后，混凝土裂缝进入平面镜的入射光线经平面镜反射后的反射光线为水平方向，该反射光线水平正对进入与平面镜等高的摄像头内，从而使得呈像真实、清晰。相比于平面镜与摄像头的中心轴线夹角成其他角度的结构，45°夹角能保证拍摄清晰、成像不变形。

在另一个实施方式中，如图5所示，镜面支架16通过沿管体11切线方向延伸的转动轴与管体11可转动连接，即平面镜15为可翻转平面镜15；使平面镜15至少具有第一位置和第二位置，平面镜15位于第一位置时，即图5所示的实线位置，入射光线经平面镜15反射后进入摄像头12，此时，可用来测量检测孔31侧壁的裂缝32；平面镜15由第一位置翻转至第二位置时，即图5所示的双点划线位置，入射光线直接入射至摄像头12，此时，可用来测量检测孔31内端壁的裂缝32。

显示装置20显示混凝土裂缝32的实际宽度可以有多种方式：

第一种方式为标定方式：设置多个不同尺寸的标准试验块，多个标准实验块可设置多个预设尺寸的检测孔31，用本裂缝宽度检测装置的检测部件10拍摄多个标准实验块的检测孔31的侧壁，且设定平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2和摄像头12的焦距f为预设值，检测后通过显示装置20显示拍摄到的裂缝32，记录各个标准实验块、各个检测孔31和各个镜头到内壁的距离的多种组合方式的混凝土裂缝32的拍摄宽度W拍。由于每个标准实验块的被拍摄到的混凝土裂缝32宽度可通过测量工具精确地被测量出来，记录各个检测孔31、各个镜头到内壁的距离的多种组合方式下的混凝土裂缝32的实际宽度W实，进而记录每种情况下的拍摄宽度W拍和实际宽度W实一一对应关系，将上述对应关系内置于显示装置20中。

设置好该对应关系后，进一步通过标定刻度23或者图像缩放装置进一步实现标定，以使显示装置20能够直接显示混凝土裂缝32的实际宽度。

例如，拍摄宽度W拍和实际宽度W实的对应关系为1:5，即如果拍摄宽度W拍为1mm，根据对应关系换算之后实际宽度W实为5mm。

第一种方式：可以将标定单位刻度设置为标准单位刻度的5倍，也就是说，显示装置20显示拍摄到的原始图像，但是刻度23数值为原来的5倍，即图像中的1mm的裂缝32宽度经标定刻度23读取后为5mm。这种方式为“图像不变、刻度标定”。

第二种方式：可以通过图像缩放装置将原始图形放大为原来的5倍，刻度23显示为标准单位刻度，这样，经显示装置20读取后，原始图像中的1mm经显示装置20显示读取后为5mm。这种方式为“图像缩放、刻度不变”。

由此可见，检测叠合墙的混凝土裂缝32时，显示装置20得到拍摄宽度W拍后，通过内置的标定关系得到当前情况下拍摄宽度W拍对应的实际宽度W实，再根据对应关系通过“图像不变、刻度标定”或者“图像缩放、刻度不变”的方式将W实直接显示在显示装置20上。这样，用户能够直接通过观察显示装置20得到混凝土裂缝32的实际宽度。

当然，上述显示装置20也不限于采用“图像不变、刻度标定”或“图像缩放、刻度不变”的方式显示裂缝32实际宽度，还可以用数字直接显示。

在另一个实施方式中，可通过计算的方式实时计算裂缝32宽度。具体地，如图6所示，显示装置20包括计算模块21和显示模块22；计算模块21用于根据摄像头12的焦距f、摄像头12的镜头的直径d、平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2、裂缝图片40中裂缝32沿裂缝32宽度方向的像素点D1、及裂缝图片40沿裂缝32宽度方向的像素点D2计算裂缝32实际宽度W计，并发送给显示模块22，显示模块22用于显示裂缝32实际宽度W计。

在上述计算的基础上，为了进一步减少计算过程中的误差，提高准确性，可以通过多次试验拟合进行修正。通过试验，得到计算裂缝32宽度与实际裂缝32宽度的一一对应关系。例如有十个裂缝图片40，计算裂缝32宽度与裂缝32实际宽度的值如下表所示：

差值的均值为-0.06厘米，因此，将计算裂缝32宽度W计加上0.06厘米，得到裂缝32修正宽度W修，通过显示模块22显示裂缝32修正宽度W修即可。这使得显示装置20显示的宽度更接近裂缝32实际宽度。

针对定焦距方式的摄像头12，由于摄像头12的焦距f是定值；可以使用上述标定的方式显示混凝土裂缝32宽度，也可以通过计算和/或拟合修正的方式显示裂缝32宽度。针对变焦距方式的摄像头12，适合通过计算和/或拟合修正的方式显示裂缝32宽度，只需摄像头12将拍摄图像时的焦距f反馈给计算模块21即可。

在此基础上，无论采用定焦摄像头或变焦摄像头，计算模块21都可将裂缝32实际宽度的数值发送给显示模块22，由显示模块22显示裂缝32实际宽度的数值。当采用定焦摄像头、并匹配标定方式显示时，还可在显示模块22上根据前述显示装置20中的裂缝32宽度与裂缝32实际宽度之间一一对应的关系设置刻度23，即可通过人工直接读出裂缝32实际宽度，在此基础上，刻度23设置在显示模块22的中间位置，方便人工查看读取。

如图7所示，管体11的横截面可为圆形，该圆形管体11与检测孔31形成单线接触。在另一个实施方式中，管体11用于与检测孔31侧壁形成双线接触，接触线平行于检测孔31的轴线。如此，在检测过程中，检测部件10与检测孔的相对位置更加固定，找缝过程中更容易准确操作。以下列举几种具体方式实现管体11与检测孔31侧壁形成双线接触：

第一种：如图8所示，管体11的横截面呈三角形；对于这种管体，处于对称性考虑，可以将摄像头12、平面镜15设置于不同横截面的三角形顶角的位置。

第二种：如图9所示，管体11的横截面呈梯形；对于这种管体，处于对称性考虑，可以将摄像头12、平面镜15均设置于不同横截面的梯形顶边的中部位置。

第三种：如图10所示，管体11的横截面呈圆冠形；对于这种管体，处于对称性考虑，可以将摄像头12、平面镜15均设置于不同横截面的与圆冠形直边正对的圆弧的中部。

上述给出了本裂缝宽度检测装置中管体11的几种具体结构，可以理解，实际中，本裂缝宽度检测装置中管体11的具体结构并不限于上述几种，只要管体11与检测孔31侧壁为两条线接触即可。

由于检测孔31为狭长的小孔，因此钻孔后，检测孔31内可能残留有混凝土或石块，为了避免检测部件10的管体11在伸入检测孔31内时被残留的混凝土或石块撞击或划伤，在一个实施方式中，管体11安装摄像头12的端部设有防止管体11与检测孔31的侧壁发生碰撞的防撞部111。以下列举几种防撞部111的具体方式：

第一种：如图11所示，管体11的内端部设有倒角，以形成防撞部111；

第二种：如图12所示，管体11的内端部为横截面从外向内逐渐减小的球冠体或椎体，以形成防撞部111。

上述给出了本裂缝宽度检测装置中防撞部111的几种具体结构，可以理解，实际中，本裂缝宽度检测装置中的防撞部111的具体结构并不限于上述几种，只要管体11前端的截面减小即可，管体11的前端是指安装摄像头12、平面镜15的一端。

在一个实施方式中，镜面支架16在平面镜15的周围还设有至少一个光源13；管体11的至少一部分为透明管体，透明管体对应于平面镜15和光源13设置，便于成像。光源13可以具体设置于平面镜的周围。

某些情况下，在光源13的照射下会形成反光，影响拍摄效果，为此，在一个实施方式中，本裂缝宽度检测装置还包括：防反光结构，防反光结构包括用于避免管体11的反射光进入平面镜15的第一防反光结构和/或用于避免光源13的反射光进入摄像头12的第二防反光结构。以保证成像清晰。

在一个实施方式中，如图13所示，管体11包括支撑管段112，第一防反光结构为一端与管体11连接，另一端沿管体11轴线方向向外延伸的延伸段113，延伸段113用于对应检测孔31侧壁，且镜面支架16设于延伸段113上。延伸段113的前方还设有遮挡件115，该遮挡件115的作用是避免平面镜15和光源13受到检测孔31侧壁的撞击或摩擦。同样，该遮挡件115也可以设置有避免碰撞或划伤的防撞部111结构。

在另一个实施方式中，如图14所示，管体11包括支撑管段112，第一防反光结构为开设在支撑管段112的通孔114，通孔114与光源13对应，且通孔114的直径不小于光源13的照明范围。

在一个实施方式中，如图14所示，第二防反光结构为罩在所述光源13外的灯罩131；灯罩131连接至镜面支架16，遮挡光源13靠近摄像头12的一侧。如图14所示，灯罩131仅遮挡靠近摄像头12的一侧即可，远离摄像头12的一侧不遮挡。这样，既能保证光源13照亮检测孔侧壁，又能避免光源13对摄像头造成反光现象。

下面将结合具体实施例对混凝土裂缝检测方法详细地说明，本发明还提供了一种混凝土裂缝检测方法，包括以下步骤：

钻孔步骤：在待检测构件30钻出检测孔31；

找缝步骤：将前述任一项所述的裂缝宽度检测装置中的检测部件10插入检测孔31内，移动检测部件10，使平面镜15正对裂缝32，且裂缝32成像最清晰；

读数步骤：查看显示装置20，读取裂缝32实际宽度。读数时，通过对裂缝32的不同位置读取不同的宽度值，求多次宽度值的平均值作为最终读数。通过预先标定，可以设置当裂缝32处于显示屏中间部位时数据最为精准，方可读数记录。如果裂缝32未显示在中部位置，则表示平面镜15中部并未正对裂缝32，不予读数记录。

检测孔31可以是盲孔，也可是通孔114；在一个实施方式中，检测孔31为盲孔，且检测孔31的深度满足以下条件：

结合图1和图11、图12、图13，检测孔31内端面到叶板和现浇层的结合面的距离d1等于管体11内端面到平面镜15的中心处的距离d2。如图1、11、12、13、14所示，当检测孔31内端面到叶板和现浇层的结合面的距离d1等于管体11内端面到平面镜15的中心处的距离d2时，平面镜15的中心刚好与裂缝32正对。

对于装配式建筑来说，检测对象通常是装配式建筑的叠合墙，该叠合墙包括相对设置的内叶板和外叶板，两叶板之间的空腔用于现浇混凝土，对于叠合墙来说，混凝土裂缝32容易出现在叶板和现浇层的结合处，因此，为了提高检测准确性，钻孔之前要计算打孔的深度，以使检测孔31内端面到叶板和现浇层之间的结合面的距离d1，等于管体11内端面到平面镜15的中心处的距离d2，这样能保证平面镜15在竖直方向与裂缝32基本对应，更容易找到裂缝32。

在一个实施方式中，找缝步骤的具体过程包括：

保持管体11紧贴检测孔31侧壁，旋转管体11以找到裂缝32；

前后移动管体11，观察裂缝32的成像，比较多次裂缝32成像的位置、清晰度，找到裂缝32呈像位于显示模块22中部且清晰的图像。

需要说明的是，该找缝步骤中，旋转管体11和前后移动管体11的顺序并不做具体限定。在检测孔31打孔深度比较准确的情况下，可以先旋转管体11、再前后移动微调管体11；如果打孔深度不准确，可以先前后移动管体11、再旋转管体11。也可以前后移动管体11的同时旋转管体11，直到看到混凝土裂缝32的清晰呈像。

读数步骤中，可以通过两种方式获取混凝土裂缝32的实际宽度、进行读取。

第一种方式为先标定、再检测、显示：标定时，设置多个不同尺寸的标准试验块，多个标准实验块可设置多个预设尺寸的检测孔31，用本公开的检测部件10拍摄多个标准实验块的检测孔31的侧壁，且设定摄像头12的镜头到多个检测孔31的内壁之间的距离为预设距离，检测后通过显示装置20显示裂缝32的宽度，记录各个标准实验块、各个检测孔31和各个镜头到内壁的距离的多种组合方式的混凝土裂缝32的拍摄宽度W拍。由于每个标准实验块的被拍摄到的混凝土裂缝32宽度可通过测量工具精确地被测量出来，记录各个检测孔31、各个镜头到内壁的距离的多种组合方式下的混凝土裂缝32的实际宽度W实，进而记录每种情况下的拍摄宽度W拍和实际宽度W实一一对应关系，将上述对应关系内置于显示装置20中。

设置好该对应关系后，进一步通过标定刻度23或者图像缩放装置进一步实现标定，以使显示装置20能够直接显示混凝土裂缝32的实际宽度。

例如，拍摄宽度W拍和实际宽度W实的对应关系为1:5，即如果拍摄宽度W拍为1mm，根据对应关系换算之后实际宽度W实为5mm。

第一种方式：可以将标定单位刻度设置为标准单位刻度的5倍，也就是说，显示装置20显示拍摄到的原始图像，但是刻度23数值为原来的5倍，即图像中的1mm的裂缝32宽度经标定刻度23读取后为5mm。这种方式为“图像不变、刻度标定”。

第二种方式：可以通过图像缩放装置将原始图形放大为原来的5倍，刻度23显示为标准单位刻度，这样，经显示装置20读取后，原始图像中的1mm经显示装置20显示读取后为5mm。这种方式为“图像缩放、刻度不变”。

由此可见，检测叠合墙的混凝土裂缝32时，显示装置20得到拍摄宽度W拍后，通过内置的标定关系得到当前情况下拍摄宽度W拍对应的实际宽度W实，再根据对应关系通过“图像不变、刻度标定”或者“图像缩放、刻度不变”的方式将W实直接显示在显示装置20上。这样，用户能够直接通过观察显示装置20得到混凝土裂缝32的实际宽度。

当然，上述显示装置20也不限于采用“图像不变、刻度标定”或“图像缩放、刻度不变”的方式显示裂缝32实际宽度，还可以用数字直接显示。

第二种方式可通过计算的方式实时计算裂缝32宽度。具体地，显示装置20包括计算模块21和显示模块22；计算模块21用于根据摄像头12的焦距f、摄像头12的镜头的直径d、平面镜15到摄像头12的距离L1、平面镜15到检测孔31侧壁的距离L2、裂缝图片40中裂缝32沿裂缝32宽度方向的像素点D1及裂缝图片40沿裂缝32宽度方向的像素点D2计算裂缝32宽度W计，并发送给显示模块22，显示模块22用于显示裂缝32宽度W计。

在上述计算的基础上，为了进一步减少计算过程中的误差，提高准确性，可以通过多次试验拟合进行修正。通过试验，得到计算裂缝32宽度与实际裂缝32宽度的一一对应关系。例如有十个裂缝图片40，计算裂缝32宽度与裂缝32实际宽度的值如下表所示：

差值的均值为-0.06厘米，因此，将裂缝32计算宽度加上0.06厘米，得到裂缝32修正宽度W修，通过显示模块22显示裂缝32修正宽度W修即可。这使得显示装置20显示的宽度更接近裂缝32实际宽度。

在一个实施方式中，还包括步骤：

拍摄并存储图像：在读数步骤前或读数步骤后，拍摄裂缝32图像并存储。显示装置20可设置有存储模块24，用于存储图像，便于后续分析。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (18)

1.裂缝宽度检测装置，其特征在于，包括：检测部件（10）和显示装置（20），所述检测部件（10）包括：

管体（11），呈柱状，用于插入待检测构件（30）的狭长检测孔（31）；

摄像头（12），与所述管体（11）连接，所述摄像头（12）用于正对所述检测孔（31）端壁设置、拍摄所述检测孔（31）侧壁的裂缝图片（40），并发送至所述显示装置（20）；

平面镜（15），与所述管体（11）连接，对应于所述检测孔（31）侧壁设置，用于将所述检测孔（31）侧壁反射给所述摄像头（12），所述平面镜（15）到摄像头（12）的距离L1、所述平面镜（15）到检测孔（31）侧壁的距离L2和所述摄像头（12）的焦距f满足：

；

所述显示装置（20）用于根据所述裂缝图片（40）显示裂缝（32）的实际宽度。

2.如权利要求1所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述平面镜（15）到摄像头（12）的距离L1、所述平面镜（15）到检测孔（31）侧壁的距离L2和所述摄像头（12）的焦距f满足：

。

3.如权利要求1所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述摄像头（12）为定焦摄像头；所述平面镜（15）到检测孔（31）侧壁的距离L2、所述平面镜（15）到摄像头（12）的距离L1和所述摄像头（12）的焦距f均为固定值。

4.如权利要求1所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述摄像头（12）为变焦摄像头；

平面镜（15）设于镜面支架（16）上、摄像头（12）通过摄像头支架（14）与所述管体（11）连接；

所述镜面支架（16）与所述摄像头支架（14）通过可沿所述管体（11）轴线方向伸缩的第一伸缩结构（17）连接；和/或，镜面支架（16）、摄像头支架（14）分别通过可沿管体（11）径向方向伸缩的第二伸缩结构（18）、第三伸缩结构（19）与所述管体（11）连接。

5.如权利要求4所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述第一伸缩结构（17）、第二伸缩结构（18）、第三伸缩结构（19）为丝杠运动副或滑动运动副。

6.如权利要求1-5任一项所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述平面镜（15）与所述摄像头（12）的中心轴线的夹角为45°。

7.如权利要求4或5所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述镜面支架（16）通过沿管体（11）切线方向延伸的转动轴与管体（11）可转动连接。

8.如权利要求1或2所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述显示装置（20）设有表征裂缝（32）实际宽度的刻度（23），所述刻度（23）根据预先标定的混凝土裂缝（32）的拍摄宽度与裂缝（32）实际宽度之间的对应关系而设置；或者，

所述显示装置（20）包括计算模块（21）和显示模块（22）；所述计算模块（21）用于根据所述摄像头（12）的焦距f、所述摄像头（12）的镜头的直径d、所述平面镜（15）到摄像头（12）的距离L1、所述平面镜（15）到检测孔（31）侧壁的距离L2、所述裂缝图片（40）中裂缝（32）沿裂缝（32）宽度方向的像素点D1、及所述裂缝图片（40）沿裂缝（32）宽度方向的像素点D2计算裂缝（32）实际宽度W，并发送给所述显示模块（22），所述显示模块（22）用于显示所述裂缝（32）实际宽度W。

9.如权利要求1-5任一项所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述管体（11）用于与所述检测孔（31）侧壁形成双线接触，接触线平行于所述检测孔（31）的轴线。

10.如权利要求9所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述管体（11）的横截面呈三角形,或者，所述管体（11）的横截面呈梯形；或者，所述管体（11）的横截面呈圆冠形。

11.如权利要求4或5所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述镜面支架（16）在所述平面镜（15）的周围还设有至少一个光源（13）；所述管体（11）的至少一部分为透明管体，所述透明管体对应于所述平面镜（15）和所述光源（13）设置。

12.如权利要求11所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，还包括：防反光结构，所述防反光结构包括用于避免管体（11）的反射光进入平面镜（15）的第一防反光结构和/或用于避免光源（13）的反射光进入所述摄像头（12）的第二防反光结构。

13.如权利要求12所述的裂缝宽度检测装置，其特征在于，所述管体（11）包括支撑管段（112），所述第一防反光结构为一端与所述管体（11）连接，另一端沿所述管体（11）轴线方向向外延伸的延伸段（113），所述延伸段（113）用于对应所述检测孔（31）侧壁，且所述镜面支架（16）设于所述延伸段（113）上；或者，所述第一防反光结构为开设在所述支撑管段（112）的通孔（114），所述通孔（114）与所述光源（13）对应，且所述通孔（114）的直径不小于所述光源（13）的照明范围；和/或，

所述第二防反光结构为罩在所述光源（13）外的灯罩（131），所述灯罩（131）连接至所述镜面支架（16）、遮挡光源（13）靠近摄像头（12）的一侧。

14.混凝土裂缝检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

钻孔步骤：在待检测构件（30）钻出检测孔（31）；

找缝步骤：将权利要求1-12任一项所述的裂缝宽度检测装置中的检测部件（10）插入所述检测孔（31）内，移动检测部件（10），使平面镜（15）正对裂缝（32），且裂缝（32）成像最清晰；

读数步骤：查看显示装置（20），读取裂缝（32）实际宽度。

15.如权利要求14所述的混凝土裂缝检测方法，其特征在于，钻孔步骤中，检测孔（31）为盲孔，且检测孔（31）的深度满足以下条件：

检测孔（31）内端面到叶板和现浇层的结合面的距离d1等于管体（11）内端面到平面镜（15）的中心处的距离d2。

16.如权利要求14所述的混凝土裂缝检测方法，其特征在于，找缝步骤的具体过程包括：

保持所述管体（11）紧贴所述检测孔（31）侧壁，旋转管体（11）以找到裂缝（32）；

前后移动管体（11），观察裂缝（32）的成像，比较多次裂缝（32）成像的位置、清晰度，找到裂缝（32）呈像位于显示模块（22）中部且清晰的图像。

17.如权利要求14所述的混凝土裂缝检测方法，其特征在于，读数步骤的具体过程为：

显示装置（20）根据摄像头（12）的焦距f、摄像头（12）镜头的直径d、所述平面镜（15）到摄像头（12）的距离L1、所述平面镜（15）到检测孔（31）侧壁的距离L2、裂缝图片（40）中裂缝（32）沿裂缝（32）宽度方向的像素点D1及裂缝图片（40）沿裂缝（32）宽度方向的像素点D2计算得到裂缝（32）实际宽度W。

18.如权利要求14所述的混凝土裂缝检测方法，其特征在于，在钻孔步骤之前还包括标定步骤，标定步骤的具体过程包括：

用预设的所述检测部件（10）拍摄多个预设检测孔（31）的侧壁，记录混凝土裂缝（32）的拍摄宽度W拍，记录混凝土裂缝（32）的实际宽度W实，建立拍摄宽度W拍和实际宽度W实一一对应关系；

根据所述对应关系在所述显示装置（20）上设置刻度（23），以使所述显示装置（20）的读数为所述实际宽度W实。

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