本實(shí)用新型涉及預(yù)應(yīng)力管道檢測領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

預(yù)應(yīng)力管道又稱波紋管，其壓漿密實(shí)性好壞對(duì)橋梁的耐久性具有重要影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于壓漿不密實(shí)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)鋼絞線銹蝕，預(yù)應(yīng)力提前喪失，可造成橋梁實(shí)際壽命縮短至設(shè)計(jì)壽命的十分之一。在美國，公路橋梁大約有57萬座，其中約13萬座有缺陷，平均開始出現(xiàn)問題的年限是25年；在我國截止到2002年，各種橋梁總和約有28萬座其中，危橋約有9597座，它們平均開始出現(xiàn)問題的年限是7年。如何保證新橋的施工質(zhì)量，對(duì)新橋進(jìn)行技術(shù)把關(guān)，對(duì)現(xiàn)存的橋進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)危橋進(jìn)行檢測、評(píng)定、加固已成為一項(xiàng)重要任務(wù)?；炷翗蛄簱p傷表現(xiàn)形式多樣，如預(yù)應(yīng)力損失、混凝土破損開裂、鋼筋銹蝕、支座脫空等，這些損傷導(dǎo)致了混凝土橋梁整體剛度和承載力的下降，是引起橋梁病害的重要原因。為了加強(qiáng)對(duì)橋梁施工質(zhì)量的過程控制，消除施工過程中的質(zhì)量缺陷，對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力管道(波紋管)的注漿質(zhì)量檢測，是確保橋梁施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求和合理受力狀態(tài)的一個(gè)重要控制環(huán)節(jié)。

現(xiàn)在常用的檢測方法有散射追蹤法、兩端法。散熱追蹤法是一種精細(xì)的檢測方法，可以去掉由結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的散射異常，僅保留真正的注漿缺陷；其檢測方式是通過在預(yù)應(yīng)力管道側(cè)面粘貼檢波器，聯(lián)合所有檢波器的信號(hào)進(jìn)行缺陷成像，一般可以粘貼16或32只檢波器，分段追蹤；該方法適用于所有的預(yù)應(yīng)力橋梁包括現(xiàn)澆梁和預(yù)制梁，檢測的預(yù)應(yīng)力管道的長度沒有限制。兩端法是在波紋管兩端粘貼檢波器，一般是兩只檢波器，只能接受到達(dá)波紋管兩端的缺陷信號(hào)；該方法僅適用于10米左右的預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁。不論是散射追蹤法還是兩端法，其均是通過設(shè)置檢波器來進(jìn)行缺陷成像，實(shí)際操作時(shí)，由于有些缺陷較小、檢波器獲取的圖像精度不高、干擾嚴(yán)重等諸多因素，導(dǎo)致檢測的準(zhǔn)確度不高且耗費(fèi)的成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本低且精度高的預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度檢測系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度檢測系統(tǒng)，包括加熱單元、攝像單元和圖像處理單元，所述的加熱單元用于對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行加熱，攝像單元用于獲取加熱后的預(yù)應(yīng)力管道紅外圖像譜并輸出至圖像處理單元，圖像處理單元通過分析紅外圖像譜中有無熱斑以及熱斑的大小來判斷預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果：當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度存在缺陷時(shí)，其導(dǎo)熱能力會(huì)存在差異，攝像單元獲取到的紅外圖像譜的溫度存在有差異，但是自然環(huán)境溫度狀態(tài)下這個(gè)差異比較小，通過設(shè)置加熱單元，對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行快速加熱，形成較大溫差，可使用低精度的攝像單元就能獲取到差異較大的紅外圖像譜，此時(shí)對(duì)紅外圖像譜中熱斑的提取就很方便且很準(zhǔn)確，熱斑可以直接反應(yīng)出預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。

參閱圖1，一種預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度檢測系統(tǒng)，包括加熱單元10、攝像單元20和圖像處理單元30，所述的加熱單元10用于對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行加熱，攝像單元20用于獲取加熱后的預(yù)應(yīng)力管道紅外圖像譜并輸出至圖像處理單元30，圖像處理單元30通過分析紅外圖像譜中有無熱斑以及熱斑的大小來判斷預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度存在缺陷時(shí)，其導(dǎo)熱能力會(huì)存在差異，攝像單元獲取到的紅外圖像譜的溫度存在有差異，但是自然環(huán)境溫度狀態(tài)下這個(gè)差異比較小，通過設(shè)置加熱單元，對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行快速加熱，形成較大溫差，可使用低精度的攝像單元就能獲取到差異較大的紅外圖像譜，此時(shí)對(duì)紅外圖像譜中熱斑的提取就很方便且很準(zhǔn)確，熱斑可以直接反應(yīng)出預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。這里摒棄了現(xiàn)有技術(shù)中通過檢波器進(jìn)行檢測的技術(shù)，采用通過熱斑的方式來進(jìn)行判斷，檢測精度非常高，同時(shí)成本也低，值得推廣使用。

優(yōu)選地，所述的加熱單元10包括蒸汽機(jī)12、蒸汽加壓泵13和儲(chǔ)氣罐14，水源40通過第一閥門11與蒸汽機(jī)12相連，第一閥門11和水源40的設(shè)置，方便向蒸汽機(jī)12中加水，水經(jīng)過加熱單元10加熱氣化及加壓后轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫φ羝?，通過管道噴射到待檢測預(yù)應(yīng)力管道周邊的結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道的加熱。通過高溫壓力蒸汽對(duì)梁體進(jìn)行加熱有諸多好處：其一，在澆灌過程中，壓力蒸汽一直處在結(jié)構(gòu)的表層，可以實(shí)現(xiàn)梁體的持續(xù)加熱；其二，由于這里采用的是壓力蒸汽進(jìn)行加熱，這樣不論加熱區(qū)域在任何位置上，都能夠適用；其三，壓力蒸汽的溫度比較高，加熱效果好；其四，熱蒸汽能夠形成一層隔熱層，避免加熱過程中熱量揮發(fā)，提高加熱效果。

優(yōu)選地，為了方便監(jiān)控加熱效果，所述的待檢測橋梁混凝土結(jié)構(gòu)上設(shè)置有溫度傳感器50用于采集加熱時(shí)的溫度，溫度傳感器50采集到的溫度超過設(shè)定閾值時(shí)加熱單元10停止加熱且攝像單元20開始工作采集紅外圖像譜。設(shè)置溫度傳感器50之后，可以方便的獲取到加熱后的梁體溫度，也就能在合適的時(shí)候停止加熱，進(jìn)行下一步處理。當(dāng)然，也可以不設(shè)置溫度傳感器50，加熱一定時(shí)間后停止加熱也是可以的，但是這樣的精度會(huì)小于設(shè)置溫度傳感器50的方案。

具體地，攝像單元20和圖像處理單元30可以通過很多電路或元器件來實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中，所述的攝像單元20為紅外熱像儀，圖像處理單元30為計(jì)算機(jī)或工控機(jī)，紅外熱像儀采集到的紅外圖像譜輸出至計(jì)算機(jī)或工控機(jī)上，計(jì)算機(jī)或工控機(jī)對(duì)接收到的紅外圖像譜進(jìn)行分析判斷。

本實(shí)用新型花公開了一種如前所述的預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟：(A)加熱單元10對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行加熱，加熱至設(shè)定溫度或時(shí)間后停止加熱；(B)攝像單元20獲取加熱后的的預(yù)應(yīng)力管道紅外圖像譜并輸出至圖像處理單元30；(C)圖像處理單元30通過分析紅外圖像譜中有無熱斑以及熱斑的大小來判斷預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。同樣地，通過設(shè)置加熱單元10，對(duì)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道及其周邊的梁體進(jìn)行快速加熱，形成較大溫差，可使用低精度的攝像單元20就能獲取到差異較大的紅外圖像譜，此時(shí)對(duì)紅外圖像譜中熱斑的提取就很方便且很準(zhǔn)確，這樣就可以很方便的通過觀察熱斑的分布、尺寸來判斷出預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格。

優(yōu)選地，所述的步驟A中，通過如下步驟進(jìn)行加熱：(A1)根據(jù)待檢測的預(yù)應(yīng)力管道所在的位置，確定距離其最近的梁體表面作為加熱區(qū)域；(A2)加熱單元10包括蒸汽機(jī)12、蒸汽加壓泵13和儲(chǔ)氣罐14，水源40通過第一閥門11與蒸汽機(jī)12相連，水經(jīng)過加熱單元10加熱氣化及加壓后轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫φ羝?，通過管道噴射到加熱區(qū)域上進(jìn)行加熱。加熱單元10這樣設(shè)置好處多多，前面已經(jīng)詳細(xì)闡述過了，這里就不再贅述。

優(yōu)選地，熱斑的提取方式有很多，本實(shí)施例中優(yōu)選地，所述的步驟C中通過如下步驟獲取熱斑：(C11)將紅外圖像譜進(jìn)行灰度化處理得到灰度圖像；(C12)對(duì)灰度圖像進(jìn)行直方圖變換提高灰度圖像的對(duì)比度；(C13)步驟C12處理后的圖像按照閾值進(jìn)行二值化處理，得到黑白圖像；(C14)對(duì)黑白圖像進(jìn)行濾波去除噪點(diǎn)；(C15)步驟C14處理后圖像中的白色區(qū)域即為熱斑。熱斑相對(duì)于其他密實(shí)度好的地方更亮，因此這里通過這一系列處理，將熱斑轉(zhuǎn)換成白色區(qū)域，熱斑以外的區(qū)域轉(zhuǎn)換成黑色區(qū)域，方便后續(xù)處理。

一般來說，對(duì)于較小的熱斑，有可能是檢測過程中的誤差，也有可能是非常小的缺陷，這些缺陷并不影響預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度的合格度，而對(duì)于較大尺寸的熱斑，表示預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度不佳。為了能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)判斷，本實(shí)施例中優(yōu)選地，所述的步驟C中通過如下步驟判斷預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格：(C21)定義預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度為合格時(shí)，所允許的熱斑長度不得超過a，寬度不得超過b，或細(xì)長熱斑的面積不得大于s；(C22)求解白色區(qū)域的面積和最小外接矩形，白色區(qū)域的面積即為熱斑的面積，白色區(qū)域?qū)?yīng)的最小外接矩形的長、寬、中心坐標(biāo)即為熱斑的長、寬、位置信息；(C23)將熱斑的長、寬、面積與設(shè)定的閾值a、b、s進(jìn)行比較，若熱斑的長和寬均小于等于設(shè)定閾值a和b，表示該熱斑為小熱斑；若熱斑的長或?qū)挻笥谠O(shè)定閾值a或b且熱斑面積小于等于設(shè)定閾值s，表示該熱斑為小熱斑；若熱斑的長或?qū)挻笥谠O(shè)定閾值a或b且熱斑面積大于設(shè)定閾值s，表示該熱斑為大熱斑；(C24)若所有的熱斑都是小熱斑，則預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度合格；若存在大熱斑，則預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度不合格，同時(shí)輸出所有大熱斑的位置信息方便后續(xù)處理。通過上述步驟處理后，可以直接輸出預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度是否合格，且在不合格的時(shí)候輸出缺陷的位置信息，方便后續(xù)處理。