钢筋重量偏差自动化检测开发及应用

陆强

摘 要：本文通过对传统的钢筋重量偏差检测方法的弊端和不足点进行分析，通过技术改进和创新，使钢筋重量偏差检测由原来的人工加电脑的检测方式，变为全自动化智能检测，使其检测效率大大提高、检测方法更科学、检测准确度更高。

关键词：3D扫描；自动检测；改进创新；软件算法；数据分析

1 引言

钢筋重量偏差是钢筋的重要技术指标之一，通过钢筋重量偏差检测，可以及时发现“瘦身钢筋”，避免“瘦身钢筋”使用到建设工程，确保建设工程质量和安全。

2 现有钢筋重量偏差检测

以热轧带肋钢筋为例，目前热轧带肋钢筋依据GB 1499.2—2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》要求进行检测。

（1）钢筋称重。测量钢筋重量偏差时，试样应从不同根钢筋上截取，数量不少于5支，每支试样长度不小于500mm。长度应逐支测量，应精确到1mm。测量试样总重量时，应精确到不大于总重量的1%。（2）重量偏差计算。钢筋实际重量与理论重量的偏差（%）按以下公式计算：

[试样实际总重量—（试样总长度×理论重量）试样总长度×理论重量]×100%

（3）现有检测流程：第1步：按规范要求，需将试样（钢筋）用切割机将钢筋的两端切平。第2步：用钢直尺对试样进行长度测量，精确到1mm。5支试样分别测量并手工输入电脑。第3步：用天平称量5支试样的总重量并手工输入电脑。精确到1%。

（4）现有检测方法的不足。①效率差：需人工用切割机将钢筋两端切平，每支试样至少需切割两次。②污染大：切割过程存在粉尘、光、噪声等污染，特别是金属粉尘污染，对操作人员的伤害更大。③准确度低：钢筋切割后的端面是否平整需人工目视判定，长度测量也需人工读取，人工操作的误差较大。

3 钢筋重量偏差智能检测

3.1 钢筋重量偏差智能检测仪的三维扫描原理

采用三角法，摄像头，发射器和目标物体之间的距离是已知的，各个点返回的光的时间是可测量的，并且摄像头也知道照射的角度，所以很容易就能通过三角函数来得到摄像头到被扫描物体之间的值。

在被扫描物体表面取一些点，计算这些点与扫描仪之间的距离，当测量的点足够多，就能得到被扫描物体的轮廓，把这些点相邻进行拟合，就得到三维立体的模型。

3.2 钢筋重量偏差智能检测仪的软件算法

钢筋放置于夹具上，其长度被分为夹具间固定长度L以及夹具外侧的长度，如图1所示，其中钢筋重量由电子秤直接称量（工装重量去皮），定义为m（总）。

扫描得出钢筋两端的体积V1，V2，对应的当量长度为L1：

L1=（V1+V2）/钢筋的公称横截面积

得到钢筋的总长度L（总）=L+L1，其对应的理论总重量m（总理）由电脑自动查表和计算所得，最终，利用如下公式自动计算偏差并判定是否合格。

[ m（总）-m（总理）m（理）]

根据《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》（GB 1499.2—2007）钢筋偏差值的定义公式，即重量偏差为：

[试样实际总重量-（试样总长度×理论重量） 试样总长度×理论重量]×100%

3.3 智能檢测仪工作流程

第1步：连接电源线，打开扫描设备电源。在电脑上打开钢筋检测软件并运行。设备完成自检后，设置相关参数：选择钢筋种类，量测标准等。第2步：将一组钢筋试样（5根）放置于传送带上。在电脑上点击开始后，钢筋会通过传送带向前传送，传送过程中会自动对中，然后逐根送达到指定扫描位置。第3步：一根钢筋的两端均被扫描完成后，推块向下回缩，钢筋落到传送带上，传送带转动，已测样品沿斜面落到回收筐中，下一根待测样品转到推块上方，开始下一量测循环。第4步：所有钢筋扫描完成后，由电脑软件自动计算重量偏差，并且对检测结果是否合格进行判定。相关数据和结果再显示的同时上传到数据库，完成组钢筋的检测。

3.4 钢筋重量偏差智能检测仪的优势

（1）不需要切割处理——无污染；（2）来料即检，大大减少测量周期——效率高。（3）扫描过程自动称重，自动记录数据——效率高。（4）单根或多跟同时扫描、判定——效率高。（5）测量全程无人工干预——效率高、精度高。（6）所有数据自动采集、上传、计算——数据便于管控

4 结语

钢筋重量偏差智能检测仪使用后，钢筋无需切割，大大提高工作效率，同时可减少一部分环境污染和金属粉尘对人体的伤害。钢筋重量偏差智能检测仪主要创新点在于高新技术的跨界应用，实现了传统行业的信息化。