专利名称：固形物上端面扫描仪及扫描方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描仪及扫描方法，尤其是一种用于固形物上端面的扫描仪及扫描方法，例如用于扫描混凝土碳化深度的扫描。
背景技术：
混凝土的碳化主要是由于空气中的二氧化碳通过混凝土的微孔洞、微裂隙进入到混凝土中与混凝土孔溶液氢氧化钙反应生成碳酸钙的过程，在这个过程中，由于生成了碳酸钙(不溶性的盐类)，会使混凝土内部产生膨胀，同时碱性的氢氧化钙被反应，混凝土将呈现中性。
根据GBT50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，碳化实验是对试块进行劈裂，然后喷涂酚酞，由于完全碳化的混凝土呈中性所以酚酞不变色，而未碳化区的混凝土由于氢氧化钙孔溶液的存在而呈现碱性会使酚酞呈现红色，因此就会有一条分界线，然后用尺子即可粗略的测量碳化深度。
由于直接用尺子测量的精度很低，国内也出现了一些测量碳化深度的发明专利， 中国专利88220741. 5公开了一种碳化深度测量仪利用杠杆原理进行测量，容易产生误差， 测量精度较低分度值为O. 25mm,最大量程仅约IOmm,对于碳化深度大于IOmm的混凝土则无法测量。
中国专利00233170. 5公开了一种碳化深度测量尺，测量精度较高，但用于碳化深度测量时，对于外小里大的孔洞无法测量，且碳化实验中碳化面凹凸不平的情况，视线角度会对测量结果产生较大误差。
中国专利201010196537. I公开了一种碳化深度检测仪，设置的显微镜头、照明光源、摄像头，可以清楚、真实地呈现酚酞喷涂后的混凝土颜色变化情况，通过显示的图像视频可以准确找出碳化分界线，避免斜视目测带来的误差。测量快捷、操作简单。存在的问题是，通常在成像理论中，摄像头被视为一个点，其获取的图像不可避免的存在透视变形， 对于测量精度还是有一定的影响。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种固形物上端面扫描仪及扫描方法，可以用于种固形物上端面的精确扫描，尤其是用于混凝土碳化深度的精确扫描。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种固形物上端面扫描仪，包括壳体，壳体内安装有由步进电机驱动的光源和感光器件组件，感光器件与控制器连接，所述的壳体具有向下开放的端面，所述的光源和感光器件处于朝向下方的工作状态，壳体的下方设有用于升降壳体高度的升降装置。
所述的壳体下方还设有包覆整个升降装置的遮罩。
所述的壳体下方设有用于阻隔被扫描体的玻璃面板。
所述的壳体下方开放端面的内侧设有用于测量被扫描体上端面高度位置的传感器。
所述的光源和感光器件组件的两侧设有保护杆。
所述的升降装置为液压缸。
所述的升降装置为通过螺纹连接的螺杆和螺套。
所述的升降装置为互相套接的支撑杆和支撑套，在支撑套的外壁上设有用于紧固支撑杆的紧定螺钉。
所述的支撑杆上设有刻度标记。
一种采用上述的扫描仪进行扫描的方法，包括以下步骤一、将被扫描体放置在扫描仪的下方；二、操作升降装置使扫描仪的壳体向被扫描体运行；三、当壳体下方开放端面的内侧的传感器检测到被扫描体的上端面后，停止升降装置；四、启动扫描；通过上述步骤实现对被扫描体上端面的精确扫描。
本发明提供的一种固形物上端面扫描仪及扫描方法，可以精确扫描固形物的上端面，尤其是针对测量面凹凸不平，例如用于混凝土碳化深度的精确扫描，除此之外也适用于厚度较大，重量较重的物体的扫描取样。由于采用了线扫描的方式，获取的图像几乎不存在变形。也避免了因测量视线角度不同而对实验的结果产生影响的问题。在去除了玻璃面板的优化实施例中，由于避免了玻璃面板对光的反射和折射，进一步提高了扫描质量。


下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明图I为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的另一实施例的整体结构示意图。
图3为本发明中升降装置的可选方案的结构示意图。
图4为本发明中升降装置的另一可选方案的结构示意图。
图5为本发明中升降装置的另一可选方案的结构示意图。
图中壳体1，步进电机2，光源3，感光器件4，玻璃面板5，升降装置6，液压缸61，螺杆62，螺套63，支撑杆64，支撑套65，刻度标记66，紧定螺钉67，被扫描体7，传感器8，保护杆9，控制器10，遮罩11。
具体实施方式
实施例I :如图I中所示，一种固形物上端面扫描仪，包括壳体1，壳体I内安装有由步进电机2驱动的光源3和感光器件4组件，感光器件4与控制器6连接，所述的壳体I 具有向下开放的端面，所述的光源3和感光器件4处于朝向下方的工作状态,壳体I的下方设有用于升降壳体I高度的升降装置6。
所述的壳体I下方还设有包覆整个升降装置6的遮罩11。采用该结构因为避免了环境光的干扰，从而可以获得更好的图像效果，进一步优化的，遮罩11采用不透光的柔性编织物，例如较厚的黑色绒布，但是在感光器件4距离被扫描体7距离较远时，例如，被扫描体7上端面的凸凹差别较大时，此时采用可反光的厚绒布是有益的，例如白色的厚绒布，以利用漫反射的环境光提供辅助的照明。
所述的壳体I下方开放端面的内侧设有用于测量被扫描体7上端面高度位置的传感器8。例如所述的传感器8包括光电开关，或者相对布置的激光发射器和接收器、红外发射器和接收器，当被扫描体7上端面使光电开关感应到变化，或阻断激光或红外光的光程时，则被扫描体7上端面已到达合适扫描的位置。
所述的光源3和感光器件4组件的两侧设有保护杆9。虽然采用了传感器控制被扫描体7上端面高度位置，但是也有可能出现失效的情形而损坏光源3和感光器件4组件， 因此在该组件的两端设置保护杆9，保护杆9的高度略高于组件的的高度，例如O. 5-2mm,这样就避免被扫描体7上端面磨损光源3和感光器件4组件。
可选的方案中，如图3中所示，所述的升降装置6为液压缸61。该方案适用于较为大型的装置，且也易于实现自动控制。
可选的方案中，如图4中所示，所述的升降装置6为通过螺纹连接的螺杆62和螺套63。通过旋转螺套63来调整升降装置6的高度。本方案适于较为小型的装置。
可选的方案中，如图5中所示，所述的升降装置6为互相套接的支撑杆64和支撑套65,在支撑套65的外壁上设有用于紧固支撑杆64的紧定螺钉67。所述的支撑杆64上设有刻度标记66。根据刻度标记66调整到合适的高度后，紧固紧定螺钉67即可。本方案适于较为小型的装置。
实施例2 :—种采用上述的扫描仪进行扫描的方法，包括以下步骤一、将被扫描体7放置在扫描仪的下方；此时升降装置6默认处于伸出的位置。
二、操作升降装置6使扫描仪的壳体I向被扫描体7运行；三、当壳体I下方开放端面的内侧的传感器8检测到被扫描体7的上端面后，停止升降装置6 ;四、启动扫描；通过上述步骤实现对被扫描体7上端面的精确扫描，获得高质量的扫描图片。
实施例3 :如图2中，一种固形物上端面扫描仪，包括壳体1，壳体I内安装有由步进电机2驱动的光源3和感光器件4组件，感光器件4与控制器6连接，其特征是所述的壳体I具有向下开放的端面，所述的光源3和感光器件4处于朝向下方的工作状态,壳体I 的下方设有用于升降壳体I高度的升降装置6。
所述的壳体I下方还设有包覆整个升降装置6的遮罩11。
所述的壳体I下方设有用于阻隔被扫描体7的玻璃面板5。
可选的方案中，所述的壳体I下方开放端面的内侧设有用于测量被扫描体7上端面高度位置的传感器8。在使用该结构后，本实施例也可以用于实施例2中的方法。
实施例I中的升降装置6各个方案也可以用于在本例中。
权利要求
1.一种固形物上端面扫描仪，包括壳体(1)，壳体(I)内安装有由步进电机(2)驱动的光源(3)和感光器件(4)组件，感光器件(4)与控制器(6)连接，其特征是所述的壳体(I)具有向下开放的端面，所述的光源(3)和感光器件(4)处于朝向下方的工作状态，壳体(I)的下方设有用于升降壳体(I)高度的升降装置(6)。
2.根据权利要求I所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的壳体(I)下方还设有包覆整个升降装置(6)的遮罩(11)。
3.根据权利要求I所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的壳体(I)下方设有用于阻隔被扫描体(7)的玻璃面板(5)。
4.根据权利要求I所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的壳体(I)下方开放端面的内侧设有用于测量被扫描体(7)上端面高度位置的传感器(8)。
5.根据权利要求4所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的光源(3)和感光器件(4)组件的两侧设有保护杆(9)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的升降装置(6)为液压缸(61)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的升降装置(6)为通过螺纹连接的螺杆(62)和螺套(63)。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的升降装置(6)为互相套接的支撑杆(64)和支撑套(65)，在支撑套(65)的外壁上设有用于紧固支撑杆(64)的紧定螺钉(67)。
9.根据权利要求8任一项所述的一种固形物上端面扫描仪，其特征是所述的支撑杆(64)上设有刻度标记(66)。
10.一种采用权利要求1、2、4-9所述的扫描仪进行扫描的方法，其特征是包括以下步骤 一、将被扫描体(7)放置在扫描仪的下方； 二、操作升降装置(6)使扫描仪的壳体(I)向被扫描体(7)运行； 三、当壳体(I)下方开放端面的内侧的传感器(8)检测到被扫描体(7)的上端面后，停止升降装置(6); 四、启动扫描； 通过上述步骤实现对被扫描体(7)上端面的精确扫描。
全文摘要
一种固形物上端面扫描仪，包括壳体，壳体内安装有由步进电机驱动的光源和感光器件组件，感光器件与控制器连接，所述的壳体具有向下开放的端面，所述的光源和感光器件处于朝向下方的工作状态，壳体的下方设有用于升降壳体高度的升降装置。一种采用上述的扫描仪进行扫描的方法，包括以下步骤一、将被扫描体放置在扫描仪的下方；二、操作升降装置使扫描仪的壳体向被扫描体运行；三、当壳体下方开放端面的内侧的传感器检测到被扫描体的上端面后，停止升降装置；四、启动扫描；通过上述步骤实现对被扫描体上端面的精确扫描。本发明可以精确扫描固形物的上端面，尤其是针对测量面凹凸不平。
文档编号G01B11/22GK102927928SQ20121042187
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者徐港, 苏义彪, 王青, 周树峰 申请人:三峡大学