专利名称：建筑结构物裂缝数字测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及裂缝测量仪，尤其是一种采用数字技术的建筑结构物裂缝数字测量仪。
背景技术：
目前，对建筑结构物裂缝的检测方法，仍没有数字化的检测和分析专用设备。还是通过人眼目视或使用简单的仪器，如读数放大镜来进行估测，依然停留在手工状态上。检测工作只是通过目测来对比裂缝和显微镜上的刻痕宽度，人为判断其宽度，并且人工在纸上划出形状，不仅不科学，也不够准确。以此数据而提出的检测报告在客观性、准确性和权威性方面也存在着相当的缺陷。并且检测手段的原始使得检测工作劳动强度高，测量精度、效率低下。并且，电子化、数字化的测量数据结果对于当今重大工程整体结构安全健康状态的长期自动监测是不可豁缺的，而这正是现在检测技术的瓶颈之一。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能判断建筑物裂纹并对裂缝参数进行测量的建筑结构物裂缝数字测量仪。
本发明的建筑结构物裂缝数字测量仪，包括光源、成像装置和数字图象单元，数字图象单元由电源以及与电源连接的数字图象传感器、数据处理单元、液晶显示器、数据存储单元和通信接口组成；所述的成像装置由成像镜头和镜筒组成，用于将被测物表面的裂缝成像到所述的数字图象传感器；所述的光源用于提供所述成像装置所需的光通量；所述的数字图象传感器，用于获取所述成像装置形成的图象，并将其转换为数字图象信号；所述的数据处理单元，由DSP和CPU组成，DSP用于对所述数字图象传感器输出的数字图象信号进行采集、处理、识别、检测计算和操作控制，以获取裂纹的各种参数和全部矢量数据；所述的CPU内部存储有控制软件，用于对所述的数字图象单元的各组成部件进行操作控制，并通过数据库管理实现对图象的查询、浏览、统计和打印功能，所述的数据处理单元通过数据线分别与所述的图象传感器、液晶显示器、数据存储单元和通信接口连接；所述的数据存储单元，用于存储所述数据处理单元采集、处理的临时数字图象信号、中间运算结果、最终运算结果；所述的液晶显示器，用于指定显示图象和实时显示图象；所述的通信接口，用于与外部设备和网络进行数据交换。
所述的数字图象传感器可以是CCD数字图象传感器，也可以是CMOS数字图象传感器。
所述的液晶显示器是全彩液晶显示器。
所述的光源是白光LED阵列。
所述的电源是电池，最好是锂电池。
本发明与现有技术相比，有如下有益效果(1)能判断建筑物裂纹，并对裂缝参数进行测量，获取裂纹的各种参数和全部矢量数据；(2)本发明采用CCD数字图象传感器或CMOS数字图象传感器，不仅功耗少，而且直接获得数字图象，避免了一般视频摄像机信号和格式转换带来的各种误差，因此图象清晰稳定，畸变小；(3)本发明将图象数字转换、记录、显示、处理、保存和传输功能于一体，即方便了观察，又方便了记录和交换数据；(4)通过通信接口可很方便地与外部设备和网络进行数据交换。


图1是本发明的原理示意图；图2是本发明的一种实施方式的内部结构示意图；图3是本发明的一种实施方式的外形图；图4是本发明的裂纹测量流程图；附图标记1光源 2成像装置3数字图象传感器 4液晶显示器5数据存储单元 6数据处理单元7通信接口 8电源9建筑物表面10裂缝 11保护窗 12镜筒13成像镜头 14仪器箱体 15电缆接口和按键 16数据处理和控制电路板17数据采集电路板具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进一步的描述。
图1所示的一体化数字显微镜由光源1、成像装置2、数字图象传感器3、液晶显示器4、数据存储单元5、数据处理单元6、通信接口7和电源8组成。
光源用于提供成像装置2所需的光通量，光源最好采用白光LED阵列。成像装置2由成像镜头13和镜筒12组成(见图2)，用于将被测建筑物表面9的裂缝10成像到所述的数字图象传感器3。
数字图象传感器3用于获取成像装置形成的图象，并将其转换为数字图象信号。数字图象传感器3是可以采用CCD数字图象传感器(Charge Coupled Device，电荷耦合装置)，也可以采用CMOS数字图象传感器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor，互补型金属氧化物半导体)。采用高分变率的CCD数字图象传感器或CMOS数字图象传感器，不仅功耗少，而且直接获得数字图象，避免了一般视频摄像机信号和格式转换带来的各种误差，因此图象清晰稳定，畸变小。
数据处理单元6，由DSP(Digital Signal Processing数字信号处理)和CPU组成，DSP用于对数字图象传感器3输出的数字图象信号进行采集、处理、识别、检测计算和操作控以获取裂缝的各种参数和全部矢量数据。CPU内部存储有控制软件，用于对所述的数字图象单元的各组成部件进行操作控制，并通过数据库管理实现对图象的查询、浏览、统计和打印功能。数据处理单元6通过数据线分别与所述的图象传感器3、液晶显示器4、数据存储单元5和通信接口7连接。通过CPU内部存储的控制软件的菜单或液晶显示器的调节按钮15，可对数字图象进行亮度、色度、对比度、缩放处理，进行锐化、平滑、滤波等处理，优化图象质量。
数据存储单元5，用于存储所述数据处理单元采集、处理的临时图象信号、中间运算结果、最终运算结果。数据存储单元5包含几个不同功能的数据缓存单元和FLASH存储单元，数据缓存单元用于存储数据处理单元采集和处理的临时图象信号和中间运算结果，FLASH存储单元用于存储最终处理后的显微图象和相关信息。可以把选定的数字图象数据存储到本地的FLASH-RAM中，也可把存储在FLASH-RAM中数字图象调出来显示液晶显示器的屏幕上，还可以擦除和更新。
液晶显示器4用于指定显示图象和实时显示图象，采用全彩液晶显示器，功耗小，分辨率高。在CPU控制下，液晶显示器可显示原始图象，也可显示调节处理后的图象。通过CPU内部存储的控制软件的菜单或液晶显示器的调节按钮，均可调节器节数字图象的亮度、色度、对比度、缩放等图象参数。
通信接口8用于与外部设备和网络进行数据交换，可以采用USB接口、RS232C接口、RS485打印接口和TCP/IP网络接口，把存储的图象数据传送到计算机，通过专用的计算机软件，可以对显微图象进行进一步精细处理，通过数据库管理，实现查询、浏览、统计和打印等功能。
通过通信接口7与外部计算机连接后，可实现共享计算机图象处理功能，本发明的建筑结构物裂缝数字测量仪也可不设置数据处理单元，而把数字图象数据直接传输到计算机后，通过计算机对图象进行锐化、平滑、滤波、颜色变换等处理。图象采集的亮度、色度、对比度、缩放处理等本地功能仍然有效。
在图2所示的数字图象单元的内部结构中，镜筒12与仪器箱体14连接，成像镜头13设置在镜筒内部，并且成像镜头13在一定的范围内可前后调整，以使CCD或CMOS图象传感器获得清晰的图象；CCD或CMOS图象传感器设置在仪器箱体14内靠近镜筒后部的部位，并固定通过数据采集电路板17予以固定；数据采集电路板17设置在仪器箱体14内的前部，电源8及数据处理和控制电路板16设置在仪器箱体14内的后部；用于与外部设备和网络进行数据交换的通信接口7的数据电缆接口设置在箱体一侧的按钮和电缆接口15处。液晶显示器4设置仪器箱体14内，液晶显示器4的屏幕镶嵌在仪器箱体14的后面板上。数字图象单元的数据处理单元6、数据存储单元5和通信接口7的电路被制作在数据采集电路板、数据处理和控制电路板上。
图3所示本发明的一种实施方式的外形图，从外部可以观察到液晶显示器4的屏幕、镜筒12、仪器箱体14、电缆接口和按键15。
图4所示的本发明建筑结构物裂缝数字测量仪的裂缝测量流程图中，对裂缝测量的步骤及本发明测量仪的使用作了说明。
权利要求
1.一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是，包括光源、成像装置和数字图象单元，数字图象单元由电源以及与电源连接的数字图象传感器、数据处理单元、液晶显示器、数据存储单元和通信接口组成；所述的成像装置由成像镜头和镜筒组成，用于将被测物表面的裂缝成像到所述的数字图象传感器；所述的光源用于提供所述成像装置所需的光通量；所述的数字图象传感器，用于获取所述成像装置形成的图象，并将其转换为数字图象信号；所述的数据处理单元，由DSP和CPU组成，DSP用于对所述数字图象传感器输出的数字图象信号进行采集、处理、识别、检测；所述的CPU内部存储有控制软件，用于对所述的数字图象单元的各组成部件进行操作控制，并通过数据库管理实现对图象的查询、浏览、统计和打印功能，所述的数据处理单元通过数据线分别与所述的图象传感器、液晶显示器、数据存储单元和通信接口连接；所述的数据存储单元，用于存储所述数据处理单元采集、处理的临时数字图象信号、中间运算结果、最终运算结果；所述的液晶显示器，用于指定显示图象和实时显示图象；所述的通信接口，用于与外部设备和网络进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的数字图象传感器是CCD数字图象传感器。
3.根据权利要求1所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的数字图象传感器是CMOS数字图象传感器。
4.根据权利要求1所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的液晶显示器是全彩液晶显示器。
5.根据权利要求1所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的光源是白光LED阵列。
6.根据权利要求1所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的电源是电池。
7.根据权利要求5所述的一种建筑结构物裂缝数字测量仪，其特征是所述的电池是锂电池。
全文摘要
本发明公开了一种建筑结构物裂缝数字测量仪，包括光源、成像装置和数字图象单元，数字图象单元由电源以及与电源连接的数字图象传感器、数据处理单元、液晶显示器、数据存储单元和通信接口组成。成像装置由成像镜头和镜筒组成。数字图象传感器，用于获取图象并将其转换为数字图象信号。数据处理单元，由DSP和CPU组成，DSP用于对数字图象信号进行采集、处理等。CPU内部存储有控制软件，用于对所述的数字图象单元的各组成部件进行操作控制。数据处理单元通过数据线分别与所述的图象传感器、液晶显示器、数据存储单元和通信接口连接。本发明的测量仪能判断建筑物裂纹，并对裂缝参数进行测量，获取裂纹的各种参数和全部矢量数据。
文档编号G01N21/88GK1556399SQ20031012200
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者黄战华, 李欣, 蔡怀宇 申请人:天津大学