一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法技术

本发明专利技术提出一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法，首先在模拟混凝土试件上使用紫外隐性油墨标记钢筋位置，然后使用模拟钢筋保护层厚度测试仪进行图像采集并进行算法识别钢筋位置

【技术实现步骤摘要】
一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法


[0001]本专利技术属于实训土木工程检测
，尤其涉及一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法
。

技术介绍

[0002]在混凝土结构施工和运维过程中，必须要进行混凝土结构钢筋保护层厚度的检测，以确保施工质量符合要求，同时也有利于保障建筑物的安全性和稳定性
。
具体包括：
1.
保证钢筋与混凝土的粘结性能
。
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同材料组成的复合材料，两种材料具有良好的粘结性能是它们共同工作的基础
。
从钢筋粘结锚固角度对混凝土保护层提出要求，是为了保证钢筋与其周围混凝土能共同工作，并使钢筋充分发挥计算所需强度
。
[0003]2.
保证钢筋的耐久性
。
钢筋裸露在大气或者其他介质中，容易受蚀生锈，使得钢筋的有效截面减少，影响结构受力，因此需要根据耐久性要求规定不同使用环境的混凝土保护层最小厚度，以保证构件在设计使用年限内钢筋不发生降低结构可靠度的锈蚀
。
[0004]3.
保证构件在火灾中按建筑物的耐火等级确定的耐火限的这段时间里，构件不会失去支持能力
。
对有防火要求的钢筋混凝土梁
、
板及预应力构件，对混凝土保护层提出要求是，为了保证构件在火灾中按建筑物的耐火等级确定的耐火限的这段时间里，构件不会失去支持能力
。
[0005]现有的钢筋保护层厚度检测的方法主要有两种：无损检测和有损检测
。
无损检测是通过非破坏性方法检测混凝土内部钢筋的位置和保护层厚度，常用的无损检测方法包括电磁感应法
、
涡流法
、
超声波法等
。
有损检测则是通过破坏性方法检测混凝土表面钢筋的保护层厚度，常用的有损检测方法包括凿槽法
、
钻孔法等
。
[0006]无损检测仪器主要有电磁感应仪
、
超声波探测仪
、
涡流探测仪等
。
电磁感应仪是基于电磁感应原理工作的，当电磁感应仪的发射线圈中通入交变的电流时，会在线圈周围产生变化的磁场，这个磁场会在钢筋中感应出电流，从而在钢筋周围形成二次磁场，仪器通过接收这个二次磁场的变化来检测钢筋的位置和保护层厚度
。
超声波探测仪则是利用超声波的反射原理来检测钢筋的位置和保护层厚度，仪器通过发射超声波到混凝土表面，超声波在混凝土中传播并遇到钢筋表面时被反射回来，通过接收反射回来的超声波信号来测量钢筋的位置和保护层厚度
。
涡流探测仪则是利用涡流原理来检测钢筋的位置和保护层厚度，仪器通过在混凝土表面通入交流电，使混凝土中产生涡流，当涡流遇到钢筋时，钢筋会改变涡流的分布，通过测量涡流的变化来检测钢筋的位置和保护层厚度
。
[0007]有损检测仪器主要是凿槽法和钻孔法所使用的工具，如锤子
、
凿子
、
钻头等
。
凿槽法是在混凝土表面凿出沟槽，通过测量沟槽深度来确定钢筋保护层的厚度
。
钻孔法则是通过在混凝土表面钻孔，通过测量孔深来确定钢筋保护层的厚度
。
[0008]对于土木工程行业和建筑行业的从业人员，学会如何进行钢筋保护成厚度检测是
一项基本的技能，而且一般无损检测的工作会更加的频繁
。
针对这个专业技能培养，在高职
、
应用型本科及相关检测单位或者建设单位都会开展钢筋保护层厚度的相关培训和实训课程
。
传统的培训实训方案采用真实的钢筋保护层厚度检测仪及实际的混凝土试件进行实训操作
。
具体的实验步骤如下：
1.
准备实训场地和工具，确保安全文明施工；
2.
学习钢筋保护层厚度检测的规范和标准，了解检测方法和仪器使用；
3.
选择合适的混凝土试件和钢筋试件，用砂纸磨平混凝土表面；
4.
根据现场情况和检测要求，选择合适的检测方法，并设置检测仪器的参数；
5.
进行钢筋保护层厚度的检测，记录检测数据；
6.
分析检测数据，评价混凝土结构中钢筋保护层的施工质量；
7.
整理实训资料，做好实训总结和报告
。
[0009]现有的混凝土钢筋保护层厚度实训方案需要制作实际的混凝土试件，这需要较大的实训场地和复杂的实训准备工艺
。
因此，一些学校和机构可能会受到场地和材料的限制，无法进行实训
。
另外，这种实训方案采用标准的混凝土试件，受训者无法了解测点在整个结构构件中的位置，也无法了解测得的抗压强度对整个构件的意义
。

技术实现思路

[0010]如
技术介绍
当中的分析可知，现有钢筋保护层厚度检测实训方案的缺点在于：
1.
制作真实的混凝土试件需要提前进行，但有些学校和机构可能没有这样的条件
。
[0011]2.
由于混凝土试件的规格尺寸较大且重量较重，它们通常只能放置在室外，这会对场地提出较高的要求，对那些场地较小的学校和机构来说可能不太友好
。
[0012]3.
混凝土试件通常只能制成标准的混凝土墩，然而在实际工作中，我们需要对各种不同类型的构件进行钢筋保护层厚度检测，并评估构建的质量
。
当前的方案可能无法满足这种需求
。
[0013]4.
针对这些缺点，本专利技术通过采用图像识别技术
、
紫外显像
、
虚拟现实技术等多项技术实现了小型化
、
易实施，并通过虚实结合的方式实现场景化教学
。
[0014]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的是提供一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法，该方法结合云端实训平台，实现钢筋保护层厚度检测过程的教学实训
。
其首先在模拟混凝土试件上使用紫外隐性油墨标记钢筋位置，然后使用模拟钢筋保护层厚度测试仪进行图像采集并进行算法识别钢筋位置
。
之后将识别结果发送给实训平台
。
实训平台进行模拟钢筋保护层厚度测试仪的用户交互界面并呈现测试结果
。
该系统涉及的装置包括模拟钢筋保护层厚度测试仪和模拟混凝土试件装置，可以在前端实现模拟钢筋保护层厚度测试过程
。
通过云端平台，该方法可以将测试过程与实际结构构件相结合，实现场景化的教学
。
[0015]该系统占用空间小，无需制作实际的混凝土试件，可以快速布置于室内实训室
。
同时，场景化的教学方式让受训者更加了解抗压强度检测的意义和作用，并能够从整个结构构件进行评估
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法，其特征在于；首先在模拟混凝土试件上使用紫外隐性油墨标记钢筋位置，然后使用模拟钢筋保护层厚度测试仪进行图像采集并进行算法识别钢筋位置，之后将识别结果发送给实训平台，实训平台进行模拟钢筋保护层厚度测试仪的用户交互界面并呈现测试结果
。2.
根据权利要求1所述的基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法，其特征在于：采用模拟钢筋保护层厚度测试仪和模拟混凝土试件，在前端实现模拟钢筋保护层厚度测试过程；并通过云端平台，将测试过程与实际结构构件相结合，实现场景化的教学
。3.
根据权利要求2所述的基于紫外显像技术和图像识别的实训钢筋保护层厚度检测的方法，其特征在于：所述模拟混凝土试件对表面混凝土的外观进行印刷，并且使用隐性油墨在表面标记钢筋位置，所述隐性油墨在常光下是无色透明的，在自然光下不可见的；所述模拟钢筋保护层厚度检测仪的内部集成有一个摄像头，所述摄像头上集成有四个
365nm~405nm
的紫外光发光二极管，用于使模拟混凝土试件上的隐性油墨标记线段显现出来
。4.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自强，王知军，詹家坤，张志远，黄祖海，陈友武，黄喆，
申请(专利权)人：福建中锐网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：