[发明专利]一种便携式在役电杆集料外露率检测仪器及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电杆类等混凝土结构集料外露检测技术领域，尤其涉及一种便携式在役电杆集料外露率检测仪器及其检测方法。

背景技术

由于荷载作用以及恶劣环境的影响，钢筋混凝土电杆表面的混凝土经受着风沙和雨水的冲刷、冻融破坏、酸雨的成分与水泥水化产物的化学反应等，导致在役电杆表面混凝土的完整性降低、物理力学性能降低，即出现表面风化现象。钢筋混凝土电杆表面风化后，其内在表现为混凝土的强度和硬度降低；其外在表现为混凝土表面水泥浆体脱落，表面起砂或石子外露，也称为集料外露。混凝土表面风化对电杆的服役能力产生不利影响：一、混凝土的力学性能降低，从而降低了电杆的承载力；二、破坏了保护层，从而降低了混凝土对钢筋的保护能力，加速了钢筋的锈蚀。因此，及时检测电杆混凝土表面风化，并确定风化程度与级别，为制定相应修复技术方案提供参考依据及电力部门做出处理决策具有重要意义。

常用的表征混凝土表面风化方法分为两种：一、混凝土强度和硬度降低，通常对混凝土回弹值产生一定影响，用混凝土回弹值降低程度来表征钢筋混凝土电杆表面风化程度；二、针对混凝土表面起砂或石子的现象，用混凝土集料外露程度来表征钢筋混凝土电杆表面风化程度。混凝土是一种不均质材料，回弹位置对结果有一定的影响；表面风化前，用回弹法得到是混凝土表面强度，当风化后出现混凝土表面水泥浆体脱落时，回弹仪有可能接触的里面的砂或石子，测得的强度并不准确；回弹法测定的时候需避开钢筋，则提前用钢筋位置仪测定钢筋位置，且需要将测区内混凝土表面层打磨掉，操作繁杂；现场测量后，需后期处理回弹值下降率。因此，单纯利用回弹法检测钢筋混凝土电杆表面风化程度存在一定的局限性，可采用回弹法和集料外露程度相结合的方法检测电杆混凝土的表面风化程度。

现阶段，钢筋混凝土结构集料外露程度的表示方法有：

一、定性表示：采用现场观测或者数码相机采集照片形式，根据集料外露情况，得出“无集料外露”、“少许集料外露”、“较多集料外露”、“大量集料外露”等结论，此方法定性表示集料外露程度，具有一定模糊性。

二、集料外露区域面积比：在混凝土结构表面划定一个区域，通过测量外露区域长、宽或者平均直径等方式计算集料外露区面积，计算外露区面积与总面积的比值。

三、测量因集料外露造成下陷区域的参数：混凝土结构表面因集料外露会出现表面下陷的“坑”或“窝”，测量“坑”或“窝”的长、宽（直径）、深度，与允许的长、宽（直径）、深度值做比较，以此判断集料外露程度。

方法二和方法三是现在常用的两种方法，但其存在一定的局限性。当“坑”或“窝”较小时，其长、宽以及深度测量准确度低；另外，外露的集料颗粒形状不规则，对直径测量以及面积计算有一定的影响。这两种方法存在的误差较大且受主观因素的影响。

四、图像处理法：该方法通过在现场用数码相机等设备采取图像，然后导入电脑，通过photoshop、Image-Proplus等图像处理软件，计算外露区面积与选择区域总面积的比值作为集料外露程度的指标，该方法克服了主观因素以及测量误差的问题，但是需要现场拍照后期处理，容易出现采集的图像不合格、采集区域混淆、后期处理费时费力等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服已有的电杆混凝土表面风化程度检测方法的局限性，针对在役钢筋混凝土电杆野外现场检测的特殊性，提供一种便携式电杆混凝土表面风化程度现场测量仪器，该仪器可直接得出集料外露程度百分比，用百分比来表征电杆混凝土表面风化程度，它具有结构简单、操作方便、实用性强等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种便携式在役电杆集料外露率检测仪器，它包括探头和主体结构两大部分；所述探头通过视频线连接在主体结构上；所述主体结构包括控制器、显示装置、人机交互装置、壳体、通讯接口，所述控制器位于壳体内部，显示装置连接控制器，人机交互装置和控制器通信，通讯接口与控制器双向通信。

所述显示装置，用于显示检测数据和结果，与控制器通信。

所述人机交互装置，用于操作人员向检测仪器进行命令操作，与控制器通信。

所述通讯接口，用于检测仪器与其它设备通讯提供接口，与控制器通信。

一种采用上述在役电杆集料外露率测量仪器的检测方法，其实现过程为：

（1）图像采集：在仪器上安装探头，划定检测区域，采集画面或图像；

（2）图像黑白二值化处理：图像的黑白二值化处理就是将采集到的混凝土表面图像上的点的灰度置为0或255，即将整个图像呈现出明显的黑白效果；