CN103698336B - 视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置，包括聚光照明光源、单反半透镜、单反半透镜爬行装置、光学成像系统和高清CCD图像采集系统；所述单反半透镜爬行装置包括单反半透镜安装支座、钢结构支架和动力传动机构；钢结构支架包括上、下半支架以及半圆环形的前后端板，上下半支架，前后端板通过螺栓连接形成整体包围索体；上半支架的传动螺杆和传动导杆上装有单反半透镜安装支座，单反半透镜和聚光照明光源安装在单反半透镜安装支座上可随安装支架沿拉索外倾斜表面移动；该装置用于实现缆索锚固区隐蔽段拉索索体的远距离观测和狭小空间内的外表损伤检测，能获得被测物体的直观图像，较准确观察出缺陷的所在位置及缺陷的长度、宽度的定量数据。

Description

视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种锚索监测技术领域，特别是一种锚索隐蔽段无损探伤技术领域。

背景技术

缆索锚固区属于拉索的隐蔽段，该区段是缆索病害产生集中地，由于受空间等方面的条件限制，目前对该区段的检测手段极其有限；如何检测缆索受力索体是否存在腐蚀、断丝等病害以及病害产生的程度，是目前缆索检测的重点，也是难点；缆索锚固区段的拉索索体隐蔽在预埋管内，对于预埋管内隐蔽段索体，目视外观检查无法实现，且预埋管内阴冷潮湿、腐锈严重，环境相当恶劣；普通的可见段拉索索体检测手段和方法对锚固段拉索根本行不通。

现阶段检测锚固段拉索最常见的方法是用工业内窥镜伸入预埋管内进行目视检测；工业内窥镜主要是运用具有3300可旋转操纵杆，双向前端探头搭配高清TFT液晶显示，以及前端LED冷光源,通过自带的TV-OUT接口可传输图像，继而实现迅速拍照、录像并且存储到电脑；工业内窥镜，在一定范围内，对空间狭小且肉眼无法直接看到的锚固段预埋管内拉索的常规检查，例如腐蚀、裂纹等损伤情况起到了一定的作用。然而，人工运用工业内窥镜进行目视检测仍有一些不尽人意的地方：1、镜头小视场比较小，2、成像清晰度比较差，3、镜头与光纤直相通，难以检测与镜头轴线平行的结构，4、检测具有随意性，导致发现损伤情况的片面性，即不能对锚固段内拉索进行细致全面的检测，5、费时费力，效率不高，而且不能检测出裂缝、腐蚀等损伤的准确具体的数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高分辨率光电图像检测技术的现场无损检测装置-视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置，利用该装置及其检测方法来实现缆索锚固区隐蔽段拉索索体的远距离观测和狭小空间内的外表损伤检测，可以获得被测物体的直观图像，能较准确观察出缺陷的所在位置及缺陷的长度、宽度的定量数据，而且检测结果可以直接记录便于长期保存，以解决已有技术存在的上述问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置，其特征在于：该检测装置包括聚光照明光源、半反半透镜、半反半透镜爬行装置、光学成像系统和高清CCD图像采集系统；

所述的聚光照明光源是出射光为平行光的红外LED平板面光源；

所述半反半透镜爬行装置包括半反半透镜安装支座、钢结构支架和动力传动机构；

所述钢结构支架包括上半支架、下半支架、半圆环形的前后端板，所述上半支架由1根传动螺杆、1根导杆、2根拉杆、1个半圆环形的前端板和1个半圆环形的后端板组成，所述下半支架由2根拉杆、1个半圆环形的前端板和1个半圆环形的后端板组成，上半支架、下半支架，前、后端板通过螺栓连接形成整体，包围索体；

所述上半支架的传动螺杆和传动导杆上装有用于安装半反半透镜和聚光照明光源的半反半透镜安装支座，半反半透镜安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方，传动螺杆由可调速电机带动旋转，从而带动用十字螺钉固定在传动螺杆上的传动螺母做直线运动，半反半透镜和聚光照明光源随半反半透镜安装支座沿拉索外倾斜表面移动；传动导杆固定不动，半反半透镜安装支架上的传动导套在传动导杆上面滑动；

在前后端板上各设置有3组支撑轮组件，该支撑轮组件包括调整螺母、支撑轮安装支架、弹簧和安装在支撑轮安装支架上的支撑轮，通过调整螺母改变弹簧的弹力，从而调整3个支撑轮对缆索的压紧度；

所述的光学成像系统采用包括具有大视场高分辨率光学镜头的摄远物镜10的工业相机，所述工业相机为数字式相机，其内安装有CCD图像传感器和图像采集卡；

所述的高清CCD图像采集系统包括带有图像处理程序软件的计算机，内含CCD图像传感器和图像采集卡的工业相机通过通讯端口和数据线直接与计算机相连，通过安装在计算机里面的图像处理程序软件进行损伤识别，确定损伤的大小和深度。

其相关的另一技术方案是：一种视频检测缆索锚固区段外表损伤的检测方法，它是运用本发明上述的视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置实现缆索锚固区段视频现场无损检测的方法，将视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置之带有聚光照明光源的半反半透镜爬行装置送往待检测区，形成有效检测；利用大视场高分辨率光学镜头采集到拉索外表面缺陷图像并成像在工业相机的上，工业相机将探测到的图像光学信息转换为模拟电信号，工业相机内置图像采集卡再将模拟信号转换成可被计算机接收的数字信号并传入计算机，计算机的程序软件对其进行损伤识别，确定损伤的大小和深度；具体作法是，将检测装置运往现场的待检拉索旁边,打开拉索的桥面保护罩，将拉索内减振装置零件拆卸；将上下两半的钢结构支架围绕拉索用螺栓连接好，将半反半透镜安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方；开启电机和调速器，将安装有聚光照明光源的半反半透镜爬行装置缓慢下放送往待检测缆索锚固区，通过光学成像系统和高清CCD图像采集系统进行检测；检测完成后，将检测装置移回桥面外，旋转180°；重复上述操作，重新进行索体另一半的检测。

由于采取以上技术方案，本发明之视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置及其检测方法具有以下有益效果：

本装置把先进的光电检测系统与图像处理相结合，利用大视场高分辨率光学镜头采集到拉索外表面缺陷图像并成像在工业相机上，工业相机将探测到的图像光学信息并转换为模拟电信号，数字式工业相机内置的图像采集卡再将模拟信号转换成可被计算机接收的数字信号并传入计算机；获得被测物体的直观图像，能较准确观察出缺陷的所在位置及缺陷的长度、宽度的定量计算，而且检测结果可以直接记录便于长期保存，较好地解决了已有技术存在的上述问题。

其次，本装置将物镜系统与照明系统远分离，使成像光路有效地避开预埋管内的恶劣环境；本装置的锚固段拉索外表面高分辨率光电图像检测技术，不但能够替代人工检测，而且可以提高测量精度和效率；同时，开拓了一种新的应用领域，在预应力构筑物安防预警方面具有广泛的应用前景。

下面，结合附图和实施例对本发明之视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置及其检测方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明之视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置的结构示意图（主视图）；

图3是图1的A向右视图，图2是图1的B-B剖左视图；

图4是本发明之视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置的结构示意图（俯视图）；

图5是图4的C-C剖右视旋转图（去预埋管），图6是图4的D-D剖左视旋转图；

图7是本发明之视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置的原理框图。

图中：

1-索体，2-预埋管，3-前端板，4-支撑轮组件，41-调整螺母，42-支撑轮安装支架，43-弹簧，44-支撑轮，5-半反半透镜安装支座，6-红外LED平板面光源，7-半反半透镜；

811-传动螺杆、812-传动导杆，9-拉杆；

10-摄远物镜，101-CCD图像传感器,102-图像采集卡，11-后端板；12-电机安装座，13-联轴器，14-调速电机，15-计算机。

具体实施方式

实施例一：

一种视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置，该检测装置包括聚光照明光源、半反半透镜、用于安装半反半透镜和聚光照明光源的半反半透镜爬行装置、光学成像系统和高清CCD图像采集系统；

所述的聚光照明光源是红外LED平板面光源，主要功能是形成大面积均匀白光照明，其出射光为平行光，通过半反半透镜后照亮物面；

所述半反半透镜爬行装置包括半反半透镜安装支座、钢结构支架和动力传动机构；

所述钢结构支架包括上半支架、下半支架、半圆环形的前后端板，所述上半支架由1根传动螺杆、1根导杆、2根拉杆和2个半圆环形的前、后端板组成，所述下半支架由2根拉杆和2个半圆环形的前、后端板组成，上半支架、下半支架，前、后端板通过螺栓连接形成整体，包围索体1（参见图1～图6）；

所述上半支架的传动螺杆811和传动导杆812上装有用于安装半反半透镜和聚光照明光源的半反半透镜安装支座5，半反半透镜7安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方，传动螺杆811由可调速电机带动旋转，从而带动用十字螺钉62固定在传动螺杆811上的传动螺母61做直线运动，半反半透镜和聚光照明光源随半反半透镜安装支架5沿拉索外倾斜表面移动；传动导杆812固定不动，半反半透镜安装支座5上的传动导套63在传动导杆812上面滑动；同时也起到防转作用；

在前后端板上各设置有3组支撑轮组件4，该支撑轮组件4包括调整螺母41、支撑轮安装支架42、弹簧43、和安装在支撑轮安装支架上的支撑轮44，通过调整螺母41改变弹簧43的弹力，从而调整3个支撑轮44对缆索的压紧度；（参见图3）；

所述的光学成像系统采用包括具有大视场高分辨率光学镜头的摄远物镜10的工业相机，所述工业相机为数字式相机，其内安装有CCD图像传感器101和图像采集卡102；

所述的高清CCD图像采集系统包括带有图像处理程序软件的计算机15，内含CCD图像传感器101和图像采集卡102的工业相机通过通讯端口和数据线直接与计算机15相连，通过安装在计算机里面的图像处理程序软件进行损伤识别，确定损伤的大小和深度。

所述安装在计算机里面的图像处理程序软件由于是用公知技术，不是本发明的发明点，此处不再赘述。

实施例二：

一种视频检测缆索锚固区段外表损伤的检测方法，它是本发明实施例一所述的视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置实现缆索锚固区段视频现场无损检测的方法，将视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置的带有聚光照明光源的半反半透镜爬行装置送往待检测区，形成有效检测；利用大视场高分辨率光学镜头采集到拉索外表面缺陷图像并成像在工业相机中的光敏芯片上，工业相机的光敏芯片将探测到的图像光学信息转换为模拟电信号，工业相机内置图像采集卡再将模拟信号转换成可被计算机接收的数字信号并传入计算机，计算机的程序软件对其进行损伤识别，确定损伤的大小和深度；具体作法是，将检测装置运往现场的待检拉索旁边,打开拉索的桥面保护罩，将拉索内减振装置等零件拆卸；将上下两半的钢结构支架围绕拉索用螺栓连接好，将半反半透镜7安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方；开启电机和调速器，将安装有聚光照明光源和半反半透镜的半反半透镜爬行装置缓慢下放送往待检测缆索锚固区，通过光学成像系统和高清CCD图像采集系统进行检测；检测完成后，将检测装置移回桥面外，旋转180°；重复上述操作，重新进行索体另一半的检测。

Claims (2)

1.一种视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置，其特征在于：该检测装置包括聚光照明光源、半反半透镜、半反半透镜爬行装置、光学成像系统和高清CCD图像采集系统；

所述的聚光照明光源是出射光为平行光的红外LED平板面光源；

所述半反半透镜爬行装置包括半反半透镜安装支座、钢结构支架和动力传动机构；

所述钢结构支架包括上半支架、下半支架、半圆环形的前后端板，所述上半支架由1根传动螺杆、1根导杆、2根拉杆、1个半圆环形的前端板和1个半圆环形的后端板组成，所述下半支架由2根拉杆、1个半圆环形的前端板和1个半圆环形的后端板组成，上半支架、下半支架，前、后端板通过螺栓连接形成整体，包围索体（1）；

所述上半支架的传动螺杆（811）和传动导杆（812）上装有用于安装半反半透镜和聚光照明光源的半反半透镜安装支座（5），半反半透镜（7）安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方，传动螺杆（811）由可调速电机带动旋转，从而带动用十字螺钉（62）固定在传动螺杆（811）上的传动螺母（61）做直线运动，半反半透镜和聚光照明光源随半反半透镜安装支座（5）沿拉索外倾斜表面移动；传动导杆（812）固定不动，半反半透镜安装支座（5）上的传动导套（63）在传动导杆（812）上面滑动；

在前后端板上各设置有3组支撑轮组件（4），该支撑轮组件（4）包括调整螺母（41）、支撑轮安装支架（42）、弹簧（43）和安装在支撑轮安装支架上的支撑轮（44），通过调整螺母（41）改变弹簧（43）的弹力，从而调整3个支撑轮（44）对缆索的压紧度；

所述的光学成像系统采用包括具有大视场高分辨率光学镜头的摄远物镜（10）的工业相机，所述工业相机为数字式相机，其内安装有CCD图像传感器（101）和图像采集卡（102）；

所述的高清CCD图像采集系统包括带有图像处理程序软件的计算机（15），内含CCD图像传感器（101）和图像采集卡（102）的工业相机通过通讯端口和数据线直接与计算机（15）相连，通过安装在计算机里面的图像处理程序软件进行损伤识别，确定损伤的大小和深度。

2.一种视频检测缆索锚固区段外表损伤的检测方法，其特征在于：它是运用权利要求1所述的视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置实现缆索锚固区段视频现场无损检测的方法，将视频检测缆索锚固区段外表损伤检测装置之带有聚光照明光源的半反半透镜爬行装置送往待检测区，形成有效检测；利用大视场高分辨率光学镜头采集到拉索外表面缺陷图像并成像在工业相机的上，工业相机将探测到的图像光学信息转换为模拟电信号，工业相机内置图像采集卡再将模拟信号转换成可被计算机接收的数字信号并传入计算机，计算机的程序软件对其进行损伤识别，确定损伤的大小和深度；具体作法是，将检测装置运往现场的待检拉索旁边,打开拉索的桥面保护罩，将拉索内减振装置零件拆卸；将上下两半的钢结构支架围绕拉索用螺栓连接好，将半反半透镜安装在半反半透镜安装支座上，聚光照明光源安装在半反半透镜的上方；开启电机和调速器，将安装有聚光照明光源的半反半透镜爬行装置缓慢下放送往待检测缆索锚固区，通过光学成像系统和高清CCD图像采集系统进行检测；检测完成后，将检测装置移回桥面外，旋转180°；重复上述操作，重新进行索体另一半的检测。