基本信息
- 项目名称：
- 便携式建筑物表面裂缝检测仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 裂缝尺寸是评价混凝土类建筑物安全性的最重要指标之一。针对这一问题，本项目组研制开发了一款便携式建筑物表面裂缝检测仪，该仪器可用于搜索、采集、观察、测量建筑物表面可视大范围缺陷或不可视微小缺陷，能实现同时进行远近距离裂缝测量的功能，解决了现有人工检测方法中精度低、人为误差大、操作效率低以及桥梁、高层建筑等无法观测的裂缝问题，为裂缝评估和形成机理研究提供了客观准确的基础数据。
- 详细介绍：
- 综合运用图像传感原理和数字图像处理技术、光学显微与望远成像技术，对光学和机械系统进行优化设计、开发专用裂缝测量软件，研制成便携式建筑物表面裂缝检测仪样机
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：裂缝尺寸是评价混凝土类建筑物安全性的最重要指标之一。近年来有关建筑物安全的投诉有增多趋势。针对这一问题，本项目组研制开发了一款便携式建筑物表面裂缝检测仪，该仪器可用于搜索、采集、观察、测量建筑物表面可视大范围缺陷或不可视微小缺陷，能实现同时进行远近距离裂缝测量的功能，解决了现有人工检测方法中精度低、人为误差大、操作效率低以及桥梁、高层建筑等无法观测的裂缝问题，为裂缝评估和形成机理研究提供了客观准确的基础数据。 设计思路：综合运用图像传感原理和数字图像处理技术、光学显微与望远成像技术，对光学和机械系统进行优化设计、开发专用裂缝测量软件，研制成便携式建筑物表面裂缝检测仪样机。创新点及技术关键： (1)实现了显微、望远和测距等多功能的集成，达到仪器一体化便携式设计的目的，使大幅度降低仪器成本成为可能； (2)开发了具有自主知识产权的系统应用软件； (3)研制了多功能标准样板，实现了仪器的量值溯源。主要技术指标： （1）对裂缝近距离接触测量时，测量范围7.5 mm×10mm，分辨率优于0.02mm； （2）对裂缝远距离非接触式搜索检测时，可观测距离2m～100m，可以分辨的裂缝宽度不大于0.5mm。
科学性、先进性
- 1.一体化设计：实现了显微、望远和测距等多功能的集成，达到仪器一体化便携式设计；2.近距离检测精度高、范围广：在近距离检测时，本项目设计的仪器使用系统中的数码显微视觉系统来采集建筑物表面裂缝图像，通过USB接口将裂缝图像显示在显示器上，并通过系统的专用裂缝图像处理软件计算出裂缝的宽度等参数；3.远距离可实现非接触式测量；4．安全且可进行无损检测：现有仪器在测量桥梁底部等不易接触的部位时需要利用脚手架或桥梁检测车，存在安全隐患，某些方法还具有破坏性，本项目设计的仪器通过数码视觉系统与系统应用软件的结合，实现了非接触式裂缝搜索与检测，安全可靠；5.本项目设计中回避了以往人工读数记录的方法，开发了具有自主知识产权的系统应用软件，减少了测试人员工作量，避免了人工读数时的离散，降低了人为读数误差。
获奖情况及鉴定结果
- 中国计量学院第五届课外科技竞赛一等奖 2010“创意杭州”工业设计大赛产品组铜奖
作品所处阶段
- 样机改进，准备小批量生产
技术转让方式
- 与杭州富光科技有限公司合作项目“便携式建筑物表面裂缝数码检测仪的研制”
作品可展示的形式
- 实物、产品 、模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点与优势： 1.本项目研制的便携式建筑物表面裂缝检测仪可以同时进行近距离检测与远距离检测，这种仪器是目前市场上所没有的；2.开发了具有自主知识产权的系统应用软件；3.通过软件与硬件的有机结合，可实现远距离裂缝搜索，解决了无法观测桥梁、高层建筑等的裂缝的问题；4.显微视觉系统采用USB供电的LED上照明方式，望远测量采用LED射灯照明，满足环保要求。本仪器可用于房屋、桥梁、堤坝、道路等的裂缝检测与分析等。目前显微视觉光学系统与望远视觉光学系统的相关技术成熟，而且便携式建筑物表面裂缝检测仪的机械结构简单，集成方便，可快速实现产业化，没有技术瓶颈，便于在应用领域的大范围推广。该项目的成功实施将为工程安全监控研究提供全面、准确的监测数据，为建筑物安全程度判断和预示危险构件，以及网络系统化进行结构安全性的评估和重大事故的预警提供基础数据。开展此项研究有助于为突发公共事件监控和预防提供技术支持，是保障既有建筑物安全运营的需要，具有明显的经济效益和社会效益。
同类课题研究水平概述
- 我国目前已经的检测建筑物表面裂缝宽度的相关专利文献主要有： ①黄战华、李欣等的专利——建筑结构物裂缝数字测量仪； ②李欣、黄战华等的技术成果——建筑工程结构构件裂缝自动搜索与检测技术； ③飞秒光电科技（西安）有限公司的专利——建筑物裂缝检测方法及系统； ④ 深圳市思韦尔检测科技有限公司的专利—一种准确的裂缝宽度检测方法； ⑤ 刘其伟等的专利—混凝土表面裂缝远距离光电式数字检测系统。 这些专利无具体的技术指标，仪器从功能上看仅用于近距离裂缝检测，或仅用于远距离裂缝检测。本项目创造性地实现了近距离检测同远距离检测相结合的系统设计，并进行了便携式现场检测仪器样品的开发。该系统克服了目前仪器使用范围单一、不方便携带等缺点，只用一台仪器就可以实现近距离和远距离的便携式现场测量。
