混凝土裂缝宽度检测方法

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混凝土裂缝宽度检测方法与仪器
发布时间:2011/5/16 浏览次数:134次

濮存亭(北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司北京 100037)
裂缝宽度测试要求裂缝宽度测试仪器的读数精度优于0.02mm。测位处混凝土表面应清
洁、平整,裂缝内部不应有灰尘或泥浆,宜选择裂缝张开状态下检测。一条连续裂缝上宜
布置2 个以上裂缝宽度测位, 在裂缝分布图中标注检测部位和最大裂缝宽度部位。

一、裂缝宽度测试仪器介绍
裂缝宽度宜采用裂缝读数显微镜或裂缝宽度测试仪器检测,现有的裂缝宽度的测量方
法分四类:

1、塞尺或裂缝宽度对比卡:简单,但只能用于粗测,测试精度低。
2、裂缝显微镜:用具有一定放大倍数的显微镜直接观测裂缝宽度,读数精度一般为
0.02mm--0.05mm,需要人工近距离调节焦距并读数和记录,有些还需另配光源,测试速度慢,
测试工作的劳动强度大,而且有较大的人为读数误差。裂缝显微镜方法是目前裂缝测试的主
要方法。例如:国产仪器WYSK--40 型裂缝宽度测试仪:测量范围0--4mm, 精度0.05mm; 进
口产品ELE35-2520\2505 型裂缝宽度测试仪:测量范围0--4mm,精度0.02mm 。

裂缝宽度读数显微镜
3、图像显示人工判读的裂缝宽度测试仪器
近年内市场上有通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示在显示屏上,然后依据屏幕上的刻
度尺,人工读取裂缝宽度的裂缝测试仪器,如北京康科瑞公司的KON-FK(O) 裂缝宽度测试
仪、深圳市思韦尔检测科技公司的SW-LW-101 型表面裂缝宽度观测仪、四川省建筑科学研究
院的Z 72 型等。这种测试仪避免了裂缝显微镜必须近距离调节焦距的要求,降低了裂缝测
试的劳动强度,但仍需人工估测和记录宽度,因此必然存在人工读数时的离散。
KON-FK(O) 裂缝宽度测试仪
4、图像显示自动判读的裂缝宽度测试仪器
该类仪器的最大特点是对裂缝深度的自动判读,即通过摄像头拍摄裂缝图像并放大显示
在显示屏上,然后对裂缝图像进行图像处理和识别,执行特定的算法程序自动判读出裂缝宽
度,这类测量仪器具备了摄取裂缝图像并自动判读以及显示、记录和存储功能,测试实时快
速准确,代表了裂缝宽度测量仪器的发展方向。进口仪器有日产FCV-21 型裂缝宽度测试仪,
前端为数字式摄像头,用于摄取裂缝图像,经连接线将图像显示在掌上电脑的显示屏上,自
动判读并显示裂缝宽度。测试范围0.05--2.0mm, 读测精度0.05mm, 测试精确度0.03mm。
但0.05mm 的读测精度偏低,另外进口仪器的价格较高,且不便于售后服务。北京康科瑞公
司于2006 年最新推出的KON-FK(A)裂缝宽度测试仪是最新型的国产自动判读数显式裂缝
宽度测试仪。

二、KON-FK(A)裂缝宽度测试仪

KON-FK(A)裂缝宽度测试仪
仪器采用新型高精度、高灵敏度的光电转换器件进行图像采集,利用DSP 系统实现图像
分析与处理,通过特征提取与优化算法自动判读裂缝宽度,同时在液晶屏上实时显示裂缝图
像和裂缝宽度的测试结果。

1、技术指标和特点:
检测范围:0.02-8.00mm;
估测精度:0.01mm;
标准宽度校准测线测量误差±0.01mm;测试精度高于现有同类仪器, 测试误差小;自
动判读一致性好,避免了人工读数误差;实时快速的进行裂缝图像显示和宽度自动判读,显
示判读时间0.15 秒, 大大提高了测
试效率,可以对使用中的构件裂缝或不同荷载等级作用下的裂
缝的发展情况进行实时监测或长期监测。数据可存储、回放查
看;并传输到PC 机上作进一步的数据或文字报告处理。2、创
新点
1.
(1)用DSP(专用数据处理器)为主控器,在数据处理速度和数据处理功能方面都优于

日产FCV-21 型裂缝宽度测试仪所采用的掌上电脑,保证了运算速度和专用数据处理算法的
运行,从而保证了测试精度和测试速度,日产FCV-21 型的判读时间为15 秒,KON-FK(A) 型
仅为0.15 秒。
2. (2)裂缝图像分析判读专用算法和相应软件
裂缝图像是渐变灰度图像,如何将裂缝图像在背景图形中分割出来是算法的关键,要使
得裂缝图像自动分割结果与人眼判读结果基本一致,KON-FK(A)裂缝宽度测试仪采用了专用
算法(专利技术)。

三、KON-FK(A)裂缝宽度测试仪测试精度
1、对标准裂缝宽度的测试精度
标准裂缝是指黑白分明、边界明确界定的裂缝,如图所示,且裂缝宽度经第三方计量机
构校准。

验证试验用KON-FK(A) 裂缝宽度测试仪对标准缝宽进行测量,测试结果与缝宽校准值
进行比较见下表。

试验结果表明KON-FK(A) 裂缝宽度测试仪测量结果与标准缝宽的校准值完全一
致。
2、对混凝土裂缝的测量精度
标准裂缝的边界是黑白分明、边界明确的,但混凝土裂缝并非黑白分明,其
边界是灰度渐变的,裂缝宽度本身不具有明确的真值,人眼读数也只能是约定真
值,考虑到人眼读数的离散性,因此可以用多次人眼读数的平均值为约定真值对
裂缝宽度测试仪进行测量精度验证。
KON-FK(A) 裂缝宽度测试仪需要在灰度渐变的裂缝图像中首先通过图像处
理技术和算法将裂缝边界从背景中分割出来,将裂缝的灰度图像处理为黑白显示
边界明确的图像(见下图),然后进行宽度检测。因此对图像处理技术、算法以
及运算速度提出较高的要求。

下表为在混凝土裂缝同一位置上用读数显微镜和KON-FK(A)裂缝宽度测试
仪的测量结
果。
试验结果表明:KON-FK(A) 裂缝宽度测试仪测试结果与用显微镜人工读数
测试结果的平均值非常接近,其平均偏差为0.016mm. 但是KON-FK(A) 裂缝宽
度测试仪的读数标准差明显小于显微镜的标准差,说明由于避免了人工读数误
差,KON-FK(A)裂缝宽度测试仪测试结果的一致性明显优于人工读数的显微镜。
因此对于单次测量而言,显然KON-FK(A) 裂缝宽度测试仪优于显微镜。