CN108535267A - 一种大体积混凝土裂缝监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种大体积混凝土裂缝监控装置，利用湿度传感器、温度传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置对待测大体积混凝土进行实时监控，当湿度传感器和/或温度传感器中的一个传感器测得的数据超出预设阈值后，中央处理器将控制信号触发器发出图像采集触发信号，图像采集装置采集待测大体积混凝土的图像信息，并经过图像处理装置后传输至中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测大体积混凝土是否存在裂缝，若是，则触发报警装置发出警报信息。不仅可以有效监测大体积混凝土表面的状态数据，还能更加准确的获知预警信息，提高大体积混凝土裂缝监测的准确性。

Description

一种大体积混凝土裂缝监控装置

技术领域

本发明创造涉及智能测试领域，尤其涉及一种大体积混凝土裂缝监控装置。

背景技术

施工过程中应用温度传感器对大体积混凝土的裂缝进行检查，混凝土浇筑完毕后应及时进行连续养护，防止表面干燥。对去掉模板后新暴露的混凝土要及时覆盖养护，以防日晒和风吹，避免产生干缩裂缝。

为了监测大体积混凝土的安全性，目前常见的监测报警方法是由专业人员定期到可能会出现裂缝的大体积混凝土区域，使用仪器对大体积混凝土进行监测，当监测到裂缝时，专业人员将手动记录并发送报警信号，显然，采用这种监测报警方法，不仅监测周期较长，监测效率较低，而且监测结果的误差也较大，会出现误报情况，无法及时、准确获知大体积混凝土的状态数据。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明创造提供一种大体积混凝土裂缝监控装置，利用湿度传感器、温度传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置对待测大体积混凝土进行实时监控，当湿度传感器和/或温度传感器测得的数据超出预设阈值后，中央处理器将控制信号触发器发出图像采集触发信号，图像采集装置采集待测大体积混凝土的图像信息，并经过图像处理装置后传输至中央处理器，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测大体积混凝土是否存在裂缝，若是，则触发报警装置发出警报信息。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大体积混凝土裂缝监控装置，包括湿度传感器、温度传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置；所述湿度传感器和温度传感器分别与中央处理器连接，所述图像采集装置、图像处理装置和中央处理器依次连接，所述中央处理器、信号触发器和图像采集装置依次连接，所述报警装置与中央处理器连接，所述湿度传感器和温度传感器均设置于待测大体积混凝土表面；

所述湿度传感器用于监测所述待测大体积混凝土表面湿度值，并将测得的湿度值传输至所述中央处理器，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置采集所述待测大体积混凝土图像信息，所述图像处理装置对待测大体积混凝土图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；

所述温度传感器用于监测所述待测大体积混凝土表面温度值，并将测得的温度值传输至所述中央处理器，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，所述图像采集装置采集待测大体积混凝土图像信息，所述图像处理装置对待测大体积混凝土图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；

所述中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断所述待测大体积混凝土是否存在裂缝，若存在，则控制所述报警装置发出警报信息。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，所述图像处理装置包括图像亮度增强模块、图像锐化处理模块、图像去噪处理模块以及图像平滑处理模块，所述图像亮度增强模块、所述图像锐化处理模块、所述图像去噪处理模块以及所述图像平滑处理模块依次连接。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，所述湿度传感器为电阻值变化型相对湿度传感器，所述电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，所述感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，所述湿度传感器为电容型相对湿度传感器，所述电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，所述图像采集装置为CCD图像采集传感器。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，所述大体积混凝土裂缝监控装置还包括移动通信模块，所述移动通信模块与所述报警装置无线连接，所述移动通信模块用于实时接收所述报警装置的警报信号；所述移动通信模块为手机。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，在使用所述图像亮度增强模块对所述图像采集装置采集的图像进行图像亮度增强处理时，将所述图像采集装置传输至所述图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像亮度增强处理，经过亮度增强后的图像二维函数为g(x,y)，其中，

g(x，y)＝Clg[2f(x，y)+3f(x+1，y)+2f(x，y-1)+f(x-1，y)+1]C为常数。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，在使用图像锐化处理模块对图像g(x,y)进行图像锐化处理时，经过锐化处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，在使用所述图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为p(x,y)，其中，

p(x，y)＝h(x，y)-2h(x-1，y)-h(x-1，y)-3h(x，y+1)。

所述的大体积混凝土裂缝监控装置，在使用所述图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为u(x,y)，平滑函数为s(x,y)，其中，

u(x，y)＝p(x，y)*s(x，y)，﹡为卷积符号，σ为自定义可调常数，平滑的作用是通过σ来控制的。

与现有技术相比，本发明创造具有如下的有益效果：

(1)本发明创造提供的大体积混凝土裂缝监控装置中使用监测传感器对大体积混凝土的温度、湿度数据进行采集，当上述两者中有一个或两个的监测值超出预设阈值后，就触发图像采集装置采集待测大体积混凝土表面的图像信息，中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断待测大体积混凝土是否存在裂缝，若是，则触发报警装置发出警报信息，不仅可以对待测大体积混凝土表面的状态数据进行有效监测，通过对待测大体积混凝土表面的图像分析，能更加准确的获知预警信息，提高了大体积混凝土裂缝监测的准确性。

(2)本发明提供的大体积混凝土裂缝监控装置中，图像处理装置对采集的图像进行亮度增强、锐化、去噪以及平滑处理，可高效、快速的获取待测大体积混凝土裂缝表面的图像信息，可有效地减少误判情况发生。

附图说明

图1为本发明创造大体积混凝土裂缝监控装置示意图；

图2为图1所示中图像处理装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的大体积混凝土裂缝监控装置进行详细说明。

如图1所示，一种大体积混凝土裂缝监控装置，其利用湿度传感器1、温度传感器2、中央处理器3、图像采集装置4、图像处理装置5、信号触发器6和报警装置7对待测大体积混凝土进行实时监控。当湿度传感器1和/或温度传感器2测得的数据超出预设阈值后，中央处理器3控制信号触发器6发出图像采集触发信号，图像采集装置4接收到图像采集触发信号，开始采集待测大体积混凝土的图像信息，并经过图像处理装置5后传输至中央处理器3，中央处理器3通过接收到的图像处理装置5输出的图像信息判断大体积混凝土是否存在裂缝，若是，则触发报警装置7发出警报信息。

因此该大体积混凝土裂缝监控装置包括湿度传感器1、温度传感器2、中央处理器3、图像采集装置4、图像处理装置5、信号触发器6和报警装置7，其中，湿度传感器1和温度传感器2分别与中央处理器3连接，图像采集装置4、图像处理装置5和中央处理器3依次连接，中央处理器3、信号触发器6和图像采集装置4依次连接，报警装置7与中央处理器3连接。

湿度传感器1和温度传感器2均设置于待测大体积混凝土表面，所述大体积混凝土的体积为V，1000m³≥V≥100m³。

湿度传感器1用于监测待测大体积混凝土表面的湿度值，并将测得的湿度值传输至中央处理器3，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器3控制信号触发器6发出图像采集触发信号至图像采集装置4，图像采集装置4采集待测大体积混凝土的图像信息，并将图像信息传输给图像处理装置5，图像处理装置5对待测大体积混凝土的图像信息进行图像处理，并将处理后的图像信息传输至中央处理器3；

温度传感器2用于监测待测大体积混凝土表面的温度值，并将测得的温度值传输至中央处理器3，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器3控制信号触发器6发出图像采集触发信号至图像采集装置4，图像采集装置4采集待测大体积混凝土的图像信息，图像处理装置5对待测大体积混凝土图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至中央处理器3；

中央处理器3通过接收到的图像处理装置5输出的图像信息判断待测大体积混凝土是否存在裂缝，若存在，则控制报警装置7发出警报信息。

进一步地，湿度传感器1为电阻值变化型相对湿度传感器，电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。

进一步地，湿度传感器1为电容型相对湿度传感器，电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。

进一步地，图像采集装置4为CCD图像采集传感器。

如图2所示，图像处理装置5包括图像亮度增强模块5.1、图像锐化处理模块5.2、图像去噪处理模块5.3以及图像平滑处理模块5.4，图像亮度增强模块5.1、图像锐化处理模块5.2、图像去噪处理模块5.3以及图像平滑处理模块5.4依次连接。在使用图像亮度增强模块5.1对图像采集装置4采集的图像信息进行图像亮度增强处理时，将图像采集装置4传输至图像处理装置5的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像亮度增强处理，经过亮度增强后的图像二维函数为g(x,y)，其中，

g(x，y)＝Clg[2f(x，y)+3f(x+1，y)+2f(x，y-1)+f(x-1，y)+1]，C为常数。

进一步地，在使用图像锐化处理模块5.2对图像g(x，y)进行图像锐化处理时，经过锐化处理后图像二维函数为h(x，y)，其中，

进一步地，在使用图像去噪处理模块5.3对图像h(x，y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为p(x，y)，其中，

p(x，y)＝h(x，y)-2h(x-1，y)-h(x-1，y)-3h(x，y+1)。

进一步地，在使用图像平滑处理模块5.4对图像p(x，y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为u(x，y)，平滑函数为s(x，y)，其中，

u(x，y)＝p(x，y)*s(x，y)，*为卷积符号，σ为自定义可调常数，平滑的作用是通过σ来控制的。

具体地，图像处理装置5使用改进的图像处理算法处理图像采集装置4采集的图像，可有效减少光照等外部因素对图像信息的影响，进而获得清晰的图像信息，改进的图像处理算法具体包括如下步骤：

步骤1：使用图像亮度增强模块5.1对图像采集装置4采集的图像进行图像亮度增强处理，将图像采集装置4传输至图像处理装置5的图像定义为二维函数f(x，y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x，y)进行图像亮度增强处理，经过亮度增强后的图像二维函数为g(x，y)，其中，g(x，y)＝Clg[2f(x，y)+3f(x+1，y)+2f(x，y-1)+f(x-1，y)+1]C为常数；

步骤2：使用图像锐化处理模块5.2对图像g(x，y)进行图像锐化处理，经过锐化处理后图像二维函数为h(x，y)，其中，

步骤3：使用图像去噪处理模块5.3对图像h(x，y)进行图像去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为p(x，y)，其中，

p(x，y)＝h(x，y)-2h(x-1，y)-h(x-1，y)-3h(x，y+1)；

步骤4：使用图像平滑处理模块5.4对图像p(x，y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为u(x,y)，平滑函数为s(x,y)，其中，

u(x，y)＝p(x，y)*s(x，y)，﹡为卷积符号，σ为自定义可调常数，平滑的作用是通过σ来控制的；

具体地，大体积混凝土裂缝监控装置还包括移动通信模块，移动通信模块与报警装置7无线连接，移动通信模块用于实时接收报警装置7的警报信号。

具体地，移动通信模块具体为手机。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，包括湿度传感器、温度传感器、中央处理器、图像采集装置、图像处理装置、信号触发器和报警装置；所述湿度传感器和温度传感器分别与中央处理器连接，所述图像采集装置、图像处理装置和中央处理器依次连接，所述中央处理器、信号触发器和图像采集装置依次连接，所述报警装置与中央处理器连接，所述湿度传感器和温度传感器均设置于待测大体积混凝土表面；

所述湿度传感器用于监测所述待测大体积混凝土表面湿度值，并将测得的湿度值传输至所述中央处理器，当测得湿度值大于预设湿度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至所述图像采集装置，所述图像采集装置采集所述待测大体积混凝土图像信息，所述图像处理装置对待测大体积混凝土图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；

所述温度传感器用于监测所述待测大体积混凝土表面温度值，并将测得的温度值传输至所述中央处理器，当测得温度值大于预设温度阈值时，中央处理器控制所述信号触发器发出图像采集触发信号至图像采集装置，所述图像采集装置采集待测大体积混凝土图像信息，所述图像处理装置对待测大体积混凝土图像进行图像处理，并将处理后的图像传输至所述中央处理器；

所述中央处理器通过接收到的图像处理装置输出的图像信息判断所述待测大体积混凝土是否存在裂缝，若存在，则控制所述报警装置发出警报信息。

2.根据权利要求1所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，所述图像处理装置包括图像亮度增强模块、图像锐化处理模块、图像去噪处理模块以及图像平滑处理模块，所述图像亮度增强模块、所述图像锐化处理模块、所述图像去噪处理模块以及所述图像平滑处理模块依次连接。

3.根据权利要求1所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，所述湿度传感器为电阻值变化型相对湿度传感器，所述电阻值变化型相对湿度传感器的感湿部分使用高分子材料，所述感湿部分的外部设置有外壳和多孔性薄膜。

4.根据权利要求1所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，所述湿度传感器为电容型相对湿度传感器，所述电容型相对湿度传感器的感湿部分使用聚合物薄膜。

5.根据权利要求1所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，所述图像采集装置为CCD图像采集传感器。

6.根据权利要求1所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，所述大体积混凝土裂缝监控装置还包括移动通信模块，所述移动通信模块与所述报警装置无线连接，所述移动通信模块用于实时接收所述报警装置的警报信号；所述移动通信模块为手机。

7.根据权利要求2所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，在使用所述图像亮度增强模块对所述图像采集装置采集的图像进行图像亮度增强处理时，将所述图像采集装置传输至所述图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像亮度增强处理，经过亮度增强后的图像二维函数为g(x,y)，其中，

g(x，y)＝Clg[2f(x，y)+3f(x+1，y)+2f(x，y-1)+f(x-1，y)+1]，C为常数。

8.根据权利要求7所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，在使用图像锐化处理模块对图像g(x,y)进行图像锐化处理时，经过锐化处理后图像二维函数为h(x,y)，其中，

9.根据权利要求8所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，在使用所述图像去噪处理模块对图像h(x,y)进行图像去噪处理时，经过去噪处理后图像二维函数为p(x,y)，其中，p(x，y)＝h(x，y)-2h(x-1，y)-h(x-1，y)-3H(x，y+1)。

10.根据权利要求9所述的大体积混凝土裂缝监控装置，其特征在于，在使用所述图像平滑处理模块对图像p(x,y)进行图像平滑处理时，经过平滑处理后图像二维函数为u(x,y)，平滑函数为s(x,y)，其中，

u(x，y)＝p(x，y)*s(x，y)，﹡为卷积符号，σ为自定义可调常数，平滑的作用是通过σ来控制的。