[发明专利]裂缝宽度变化监测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程力学中的裂缝监测技术，尤其涉及一种裂缝宽度变化监测装置及其方法。

具体地说，在公路、铁路、水电、矿山和地铁等行业，本发明可以对隧道衬砌、边坡挡土墙和抗滑桩等混凝土结构开裂以及其它各种裂缝宽度发展、变化规律进行有效监测，适用于各种结构体开裂后裂缝宽度扩展情况的监测，包括施工期安全监测和运营期健康监测。

技术背景

为确保工程建设与运行的安全性，对结构变形进行监测必不可少，尤其对结构各种裂缝宽度监测能有效避免施工中事故的发生，判断工程运营期间的安全性。因此，在这种形势下，为降低裂缝宽度监测的成本，提高监测精度和监测方法的便捷性，在移动与计算机技术手段迅猛发展的背景下，基于手机拍照和计算机图像处理技术，一种实用的裂缝监测装置被提出来了，并且会广泛地应用到工程实践中。

裂缝宽度变化规律直观反映了结构体稳定状态，为工程建设提供保障，为下一阶段施工方案制定和结构体处治提供依据。同时，为克服目前裂缝监测方法笨重与监测结果易受操作人员影响等不足，研究一种操作便捷、监测精度稳定的裂缝宽度监测装置意义重大。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于手机拍照和计算机图像处理技术的实用的裂缝宽度变化监测装置及其方法；本发明操作简单，数据处理方便，适用于各种结构体裂缝宽度长期监测；而且成本非常低廉，便于携带，易于推广应用。

本发明采用以下技术方案：

本装置包括监测区域、左侧标识板、右侧标识板、手机、传输线和电脑；

在监测区域内，在裂缝的左右两侧分别设置有左侧标识板和右侧标识板，手机对监测区域进行拍照，手机、传输线和电脑依次连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

①本装置的标识板加工简单，制作成本低廉，现场布设方便，保护膜能增强其耐用性；

②利用随身携带的手机扫描二维码和拍照片，携带方便，操作便捷，不用增加专门的监测设备，免去使用专门监测设备的繁琐操作流程，不用在恶劣的监测环境中抄写监测数据，提高了监测效率；

③将照片传至电脑，程序将自动处理、计算裂缝宽度监测结果；

④图案中增设已知直径长度的圆形靶标作为参照物，通过靶标圆心之间距离可以直接获得裂缝宽度扩展情况，且精度很高；

⑤试验证明，单圆形靶标直径为20mm，采用1300万像素手机进行拍照，对两靶心之间距离多次拍摄结果作为样本，通过基于最小二乘的图像处理流程方法进行处理，获得的样本均方差可以达到0.007mm，完全可以满足对裂缝宽度变化规律监测的目的；

⑥本装置结构简单，携带方便，经久耐用，工作效率高，监测精度高，经济效益显著，易于推广。

附图说明

图1是本装置的结构示意图；

图2.1是左侧标识板的结构示意图；

图2.2是图2.1的A-A剖视图；

图3是左侧标识板的图案布置图；

图4是右侧标识板的图案布置及具体尺寸标记图；

图5是电脑的工作流程图。

图中：

00—监测区域，

01—裂缝；

10—左侧标识板；

11—保护膜；

12—图案板,

121—圆形靶标，122—二维码，123—编号，124—背景；

13—不干胶，

131—表面材料，132—粘合剂，133—底纸；

20—右侧标识板；

30—手机；

40—传输线；

50—电脑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、装置

1、总体

如图1，本装置包括监测区域00、左侧标识板10、右侧标识板20、手机30、传输线40和电脑50；

在监测区域00内，在裂缝11的左右两侧分别设置有左侧标识板10和右侧标识板20，手机30对监测区域B进行拍照，手机30、传输线40和电脑50依次连接。

2、功能部件

1）左侧标识板10

如图2.1、图2.2、图3，左侧标识板10包括从外向内依次连接的保护膜11、图案板12与不干胶13三层；

保护膜11为通用的透明薄膜；

图案板12包括圆形靶标121、二维码122、编号123和背景124；

不干胶13由表面材料131、粘合剂132和底纸133三层构成。