鋼筋重量偏差自動(dòng)化檢測開發(fā)及應(yīng)用

陸強(qiáng)

摘 要：本文通過對(duì)傳統(tǒng)的鋼筋重量偏差檢測方法的弊端和不足點(diǎn)進(jìn)行分析，通過技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，使鋼筋重量偏差檢測由原來的人工加電腦的檢測方式，變?yōu)槿詣?dòng)化智能檢測，使其檢測效率大大提高、檢測方法更科學(xué)、檢測準(zhǔn)確度更高。

關(guān)鍵詞：3D掃描；自動(dòng)檢測；改進(jìn)創(chuàng)新；軟件算法；數(shù)據(jù)分析

1 引言

鋼筋重量偏差是鋼筋的重要技術(shù)指標(biāo)之一，通過鋼筋重量偏差檢測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)“瘦身鋼筋”，避免“瘦身鋼筋”使用到建設(shè)工程，確保建設(shè)工程質(zhì)量和安全。

2 現(xiàn)有鋼筋重量偏差檢測

以熱軋帶肋鋼筋為例，目前熱軋帶肋鋼筋依據(jù)GB 1499.2—2007《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》要求進(jìn)行檢測。

（1）鋼筋稱重。測量鋼筋重量偏差時(shí)，試樣應(yīng)從不同根鋼筋上截取，數(shù)量不少于5支，每支試樣長度不小于500mm。長度應(yīng)逐支測量，應(yīng)精確到1mm。測量試樣總重量時(shí)，應(yīng)精確到不大于總重量的1%。（2）重量偏差計(jì)算。鋼筋實(shí)際重量與理論重量的偏差（%）按以下公式計(jì)算：

[試樣實(shí)際總重量—（試樣總長度×理論重量）試樣總長度×理論重量]×100%

（3）現(xiàn)有檢測流程：第1步：按規(guī)范要求，需將試樣（鋼筋）用切割機(jī)將鋼筋的兩端切平。第2步：用鋼直尺對(duì)試樣進(jìn)行長度測量，精確到1mm。5支試樣分別測量并手工輸入電腦。第3步：用天平稱量5支試樣的總重量并手工輸入電腦。精確到1%。

（4）現(xiàn)有檢測方法的不足。①效率差：需人工用切割機(jī)將鋼筋兩端切平，每支試樣至少需切割兩次。②污染大：切割過程存在粉塵、光、噪聲等污染，特別是金屬粉塵污染，對(duì)操作人員的傷害更大。③準(zhǔn)確度低：鋼筋切割后的端面是否平整需人工目視判定，長度測量也需人工讀取，人工操作的誤差較大。

3 鋼筋重量偏差智能檢測

3.1 鋼筋重量偏差智能檢測儀的三維掃描原理

采用三角法，攝像頭，發(fā)射器和目標(biāo)物體之間的距離是已知的，各個(gè)點(diǎn)返回的光的時(shí)間是可測量的，并且攝像頭也知道照射的角度，所以很容易就能通過三角函數(shù)來得到攝像頭到被掃描物體之間的值。

在被掃描物體表面取一些點(diǎn)，計(jì)算這些點(diǎn)與掃描儀之間的距離，當(dāng)測量的點(diǎn)足夠多，就能得到被掃描物體的輪廓，把這些點(diǎn)相鄰進(jìn)行擬合，就得到三維立體的模型。

3.2 鋼筋重量偏差智能檢測儀的軟件算法

鋼筋放置于夾具上，其長度被分為夾具間固定長度L以及夾具外側(cè)的長度，如圖1所示，其中鋼筋重量由電子秤直接稱量（工裝重量去皮），定義為m（總）。

掃描得出鋼筋兩端的體積V1，V2，對(duì)應(yīng)的當(dāng)量長度為L1：

L1=（V1+V2）/鋼筋的公稱橫截面積

得到鋼筋的總長度L（總）=L+L1，其對(duì)應(yīng)的理論總重量m（總理）由電腦自動(dòng)查表和計(jì)算所得，最終，利用如下公式自動(dòng)計(jì)算偏差并判定是否合格。

[ m（總）-m（總理）m（理）]

根據(jù)《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB 1499.2—2007）鋼筋偏差值的定義公式，即重量偏差為：

[試樣實(shí)際總重量-（試樣總長度×理論重量） 試樣總長度×理論重量]×100%

3.3 智能檢測儀工作流程

第1步：連接電源線，打開掃描設(shè)備電源。在電腦上打開鋼筋檢測軟件并運(yùn)行。設(shè)備完成自檢后，設(shè)置相關(guān)參數(shù)：選擇鋼筋種類，量測標(biāo)準(zhǔn)等。第2步：將一組鋼筋試樣（5根）放置于傳送帶上。在電腦上點(diǎn)擊開始后，鋼筋會(huì)通過傳送帶向前傳送，傳送過程中會(huì)自動(dòng)對(duì)中，然后逐根送達(dá)到指定掃描位置。第3步：一根鋼筋的兩端均被掃描完成后，推塊向下回縮，鋼筋落到傳送帶上，傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，已測樣品沿斜面落到回收筐中，下一根待測樣品轉(zhuǎn)到推塊上方，開始下一量測循環(huán)。第4步：所有鋼筋掃描完成后，由電腦軟件自動(dòng)計(jì)算重量偏差，并且對(duì)檢測結(jié)果是否合格進(jìn)行判定。相關(guān)數(shù)據(jù)和結(jié)果再顯示的同時(shí)上傳到數(shù)據(jù)庫，完成組鋼筋的檢測。

3.4 鋼筋重量偏差智能檢測儀的優(yōu)勢(shì)

（1）不需要切割處理——無污染；（2）來料即檢，大大減少測量周期——效率高。（3）掃描過程自動(dòng)稱重，自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)——效率高。（4）單根或多跟同時(shí)掃描、判定——效率高。（5）測量全程無人工干預(yù)——效率高、精度高。（6）所有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、上傳、計(jì)算——數(shù)據(jù)便于管控

4 結(jié)語

鋼筋重量偏差智能檢測儀使用后，鋼筋無需切割，大大提高工作效率，同時(shí)可減少一部分環(huán)境污染和金屬粉塵對(duì)人體的傷害。鋼筋重量偏差智能檢測儀主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于高新技術(shù)的跨界應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)行業(yè)的信息化。