視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置，包括聚光照明光源、單反半透鏡、單反半透鏡爬行裝置、光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CCD圖像采集系統(tǒng)；所述單反半透鏡爬行裝置包括單反半透鏡安裝支座、鋼結(jié)構(gòu)支架和動力傳動機構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)支架包括上、下半支架以及半圓環(huán)形的前后端板，上下半支架，前后端板通過螺栓連接形成整體包圍索體；上半支架的傳動螺桿和傳動導(dǎo)桿上裝有單反半透鏡安裝支座，單反半透鏡和聚光照明光源安裝在單反半透鏡安裝支座上可隨安裝支架沿拉索外傾斜表面移動；該裝置用于實現(xiàn)纜索錨固區(qū)隱蔽段拉索索體的遠(yuǎn)距離觀測和狹小空間內(nèi)的外表損傷檢測，能獲得被測物體的直觀圖像，較準(zhǔn)確觀察出缺陷的所在位置及缺陷的長度、寬度的定量數(shù)據(jù)。
【專利說明】視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種錨索監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種錨索隱蔽段無損探傷【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]纜索錨固區(qū)屬于拉索的隱蔽段，該區(qū)段是纜索病害產(chǎn)生集中地，由于受空間等方面的條件限制，目前對該區(qū)段的檢測手段極其有限；如何檢測纜索受力索體是否存在腐蝕、斷絲等病害以及病害產(chǎn)生的程度，是目前纜索檢測的重點，也是難點；纜索錨固區(qū)段的拉索索體隱蔽在預(yù)埋管內(nèi)，對于預(yù)埋管內(nèi)隱蔽段索體，目視外觀檢查無法實現(xiàn)，且預(yù)埋管內(nèi)陰冷潮濕、腐銹嚴(yán)重，環(huán)境相當(dāng)惡劣；普通的可見段拉索索體檢測手段和方法對錨固段拉索根本行不通。
[0003]現(xiàn)階段檢測錨固段拉索最常見的方法是用工業(yè)內(nèi)窺鏡伸入預(yù)埋管內(nèi)進行目視檢測；工業(yè)內(nèi)窺鏡主要是運用具有3300可旋轉(zhuǎn)操縱桿，雙向前端探頭搭配高清TFT液晶顯示，以及前端LED冷光源，通過自帶的TV-OUT接口可傳輸圖像，繼而實現(xiàn)迅速拍照、錄像并且存儲到電腦；工業(yè)內(nèi)窺鏡，在一定范圍內(nèi)，對空間狹小且肉眼無法直接看到的錨固段預(yù)埋管內(nèi)拉索的常規(guī)檢查，例如腐蝕、裂紋等損傷情況起到了一定的作用。然而，人工運用工業(yè)內(nèi)窺鏡進行目視檢測仍有一些不盡人意的地方:1、鏡頭小視場比較小，2、成像清晰度比較差，
3、鏡頭與光纖直相通，難以檢測與鏡頭軸線平行的結(jié)構(gòu)，4、檢測具有隨意性，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)損傷情況的片面性，即不能對錨固段內(nèi)拉索進行細(xì)致全面的檢測，5、費時費力，效率不高，而且不能檢測出裂縫、腐蝕等損傷的準(zhǔn)確具體的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于高分辨率光電圖像檢測技術(shù)的現(xiàn)場無損檢測裝置-視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置，利用該裝置及其檢測方法來實現(xiàn)纜索錨固區(qū)隱蔽段拉索索體的遠(yuǎn)距離觀測和狹小空間內(nèi)的外表損傷檢測，可以獲得被測物體的直觀圖像，能較準(zhǔn)確觀察出缺陷的所在位置及缺陷的長度、寬度的定量數(shù)據(jù)，而且檢測結(jié)果可以直接記錄便于長期保存，以解決已有技術(shù)存在的上述問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置，其特征在于:該檢測裝置包括聚光照明光源、單反半透鏡、單反半透鏡爬行裝置、光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CCD圖像采集系統(tǒng)；
所述的聚光照明光源是能形成大面積均勻照明白光，出射光為平行光的紅外LED平板面光源；
所述單反半透鏡爬行裝置包括單反半透鏡安裝支座、鋼結(jié)構(gòu)支架和動力傳動機構(gòu)；
所述鋼結(jié)構(gòu)支架包括上半支架、下半支架、半圓環(huán)形的前后端板，所述上半支架由I根傳動螺桿、I根導(dǎo)桿、2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，所述下半支架由2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，上半支架、下半支架，前、后端板通過螺栓連接形成整體，包圍索體； 所述上半支架的傳動螺桿和傳動導(dǎo)桿上裝有用于安裝單反半透鏡和聚光照明光源的單反半透鏡安裝支座，單反半透鏡安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方，傳動螺桿由可調(diào)速電機帶動旋轉(zhuǎn)，從而帶動用十字螺釘固定在傳動螺桿上的傳動螺母做直線運動，單反半透鏡和聚光照明光源隨單反半透鏡安裝支座沿拉索外傾斜表面移動；傳動導(dǎo)桿固定不動，單反半透鏡安裝支架上的傳動導(dǎo)套在傳動導(dǎo)桿上面滑動；
在前后端板上各設(shè)置有3組支撐輪組件，該支撐輪組件包括調(diào)整螺母、支撐輪安裝支架、彈簧和安裝在支撐輪安裝支架上的支撐輪，通過調(diào)整螺母改變彈簧的彈力，從而調(diào)整3個支撐輪對纜索的壓緊度；
所述的光學(xué)成像系統(tǒng)采用包括具有大視場高分辨率光學(xué)鏡頭的攝遠(yuǎn)物鏡10的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機為數(shù)字式相機，其內(nèi)安裝有CCD圖像傳感器和圖像采集卡；
所述的高清CCD圖像采集系統(tǒng)包括帶有圖像處理程序軟件的計算機，內(nèi)含CCD圖像傳感器和圖像采集卡的工業(yè)相機通過通訊端口和數(shù)據(jù)線直接與計算機相連，通過安裝在計算機里面的圖像處理程序軟件進行損傷識別，確定損傷的大小和深度。
[0006]其相關(guān)的另一技術(shù)方案是:一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷的檢測方法，它是運用本發(fā)明上述的視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置實現(xiàn)纜索錨固區(qū)段視頻現(xiàn)場無損檢測的方法，將視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置之帶有聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置送往待檢測區(qū)，形成有效檢測；利用大視場高分辨率光學(xué)鏡頭采集到拉索外表面缺陷圖像并成像在工業(yè)相機的上，工業(yè)相機的將探測到的圖像光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為模擬電信號，工業(yè)相機內(nèi)置圖像采集卡再將模擬信號轉(zhuǎn)換成可被計算機接收的數(shù)字信號并傳入計算機，計算機的程序軟件對其進行損傷識別，確定損傷的大小和深度；具體作法是，將檢測裝置運往現(xiàn)場的待檢拉索旁邊，打開拉索的橋面保護罩，將拉索內(nèi)減振裝置等零件拆卸；將上下兩半的鋼結(jié)構(gòu)支架圍繞拉索用螺栓連接好，將單反半透鏡安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方；開啟電機和調(diào)速器，將安裝有聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置緩慢下放送往待檢測纜索錨固區(qū)，通過光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CCD圖像采集系統(tǒng)進行檢測；檢測完成后，將檢測裝置移回橋面外，旋轉(zhuǎn)180° ;重復(fù)上述操作，重新進行索體另一半的檢測。
[0007]由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明之視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置及其檢測方法具有以下有益效果:
本裝置把先進的光電檢測系統(tǒng)與圖像處理相結(jié)合，利用大視場高分辨率光學(xué)鏡頭采集到拉索外表面缺陷圖像并成像在工業(yè)相機上，工業(yè)相機將探測到的圖像光學(xué)信息并轉(zhuǎn)換為模擬電信號，數(shù)字式工業(yè)相機內(nèi)置的圖像采集卡再將模擬信號轉(zhuǎn)換成可被計算機接收的數(shù)字信號并傳入計算機；獲得被測物體的直觀圖像，能較準(zhǔn)確觀察出缺陷的所在位置及缺陷的長度、寬度的定量計算，而且檢測結(jié)果可以直接記錄便于長期保存，較好地解決了已有技術(shù)存在的上述問題。
[0008]其次，本裝置將物鏡系統(tǒng)與照明系統(tǒng)遠(yuǎn)分離，使成像光路有效地避開預(yù)埋管內(nèi)的惡劣環(huán)境；本裝置的錨固段拉索外表面高分辨率光電圖像檢測技術(shù)，不但能夠替代人工檢測，而且可以提高測量精度和效率；同時，開拓了一種新的應(yīng)用領(lǐng)域，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)筑物安防預(yù)警方面具有廣泛的應(yīng)用前景。[0009]下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明之視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置及其檢測方法的技術(shù)特征作進一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明之視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(主視圖);
圖2是圖1的A向右視圖，圖3是圖1的B-B剖左視圖；
圖4是本發(fā)明之視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
圖5是圖4的C-C剖右視旋轉(zhuǎn)圖，圖6是圖4的D-D剖左視旋轉(zhuǎn)圖；
圖7是本發(fā)明之視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置的原理框圖。
[0011]圖中:
1-索體，2-預(yù)埋管，3-前端板，4-支撐輪組件，41-調(diào)整螺母，42-支撐輪安裝支架，43-彈簧，44-支撐輪，5-單反半透鏡安裝支座，6-紅外LED平板面光源，7-單反半透鏡；811-傳動螺桿、812-傳動導(dǎo)桿，9-拉桿；
10-攝遠(yuǎn)物鏡，101-CXD圖像傳感器，102-圖像采集卡，11-后端板；12_電機安裝座，13-聯(lián)軸器，14-調(diào)速電機，15-計算機。
【具體實施方式】
[0012]實施例一:
一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置，該檢測裝置包括聚光照明光源、單反半透鏡、用于安裝單反半透鏡和聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置、光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CCD圖像采集系統(tǒng)；
所述的聚光照明光源是紅外LED平板面光源，主要功能是形成大面積均勻白光照明，其出射光為平行光，通過半反半透鏡后照亮物面；
所述單反半透鏡爬行裝置包括單反半透鏡安裝支座、鋼結(jié)構(gòu)支架和動力傳動機構(gòu)；
所述鋼結(jié)構(gòu)支架包括上半支架、下半支架、半圓環(huán)形的前后端板，所述上半支架由I根傳動螺桿、I根導(dǎo)桿、2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，所述下半支架由2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，上半支架、下半支架，前、后端板通過螺栓連接形成整體，包圍索體I (參見圖1?圖6)；
所述上半支架的傳動螺桿811和傳動導(dǎo)桿812上裝有用于安裝單反半透鏡和聚光照明光源的單反半透鏡安裝支座5，單反半透鏡7安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方，傳動螺桿811由可調(diào)速電機帶動旋轉(zhuǎn)，從而帶動用十字螺釘62固定在傳動螺桿811上的傳動螺母61做直線運動，單反半透鏡和聚光照明光源隨單反半透鏡安裝支架5沿拉索外傾斜表面移動；傳動導(dǎo)桿812固定不動，單反半透鏡安裝支座5上的傳動導(dǎo)套63在傳動導(dǎo)桿812上面滑動；同時也起到防轉(zhuǎn)作用；
在前后端板上各設(shè)置有3組支撐輪組件4，該支撐輪組件4包括調(diào)整螺母41、支撐輪安裝支架42、彈簧43、和安裝在支撐輪安裝支架上的支撐輪44，通過調(diào)整螺母41改變彈簧43的彈力，從而調(diào)整3個支撐輪44對纜索的壓緊度；(參見圖3)；
所述的光學(xué)成像系統(tǒng)采用包括具有大視場高分辨率光學(xué)鏡頭的攝遠(yuǎn)物鏡10的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機為數(shù)字式相機，其內(nèi)安裝有CCD圖像傳感器101和圖像采集卡102 ；
所述的高清CCD圖像采集系統(tǒng)包括帶有圖像處理程序軟件的計算機15，內(nèi)含CCD圖像傳感器101和圖像采集卡102的工業(yè)相機通過通訊端口和數(shù)據(jù)線直接與計算機15相連，通過安裝在計算機里面的圖像處理程序軟件進行損傷識別，確定損傷的大小和深度。
[0013]所述安裝在計算機里面的圖像處理程序軟件由于是用公知技術(shù)，不是本發(fā)明的發(fā)明點，此處不再贅述。
[0014]實施例二:
一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷的檢測方法，它是本發(fā)明實施例一所述的視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置實現(xiàn)纜索錨固區(qū)段視頻現(xiàn)場無損檢測的方法，將視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置的帶有聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置送往待檢測區(qū)，形成有效檢測；利用大視場高分辨率光學(xué)鏡頭采集到拉索外表面缺陷圖像并成像在工業(yè)相機中的光敏芯片上，工業(yè)相機的光敏芯片將探測到的圖像光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為模擬電信號，工業(yè)相機內(nèi)置圖像采集卡再將模擬信號轉(zhuǎn)換成可被計算機接收的數(shù)字信號并傳入計算機，計算機的程序軟件對其進行損傷識別，確定損傷的大小和深度；具體作法是，將檢測裝置運往現(xiàn)場的待檢拉索旁邊，打開拉索的橋面保護罩，將拉索內(nèi)減振裝置等零件拆卸；將上下兩半的鋼結(jié)構(gòu)支架圍繞拉索用螺栓連接好，將單反半透鏡7安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方；開啟電機和調(diào)速器，將安裝有聚光照明光源和單反半透鏡的單反半透鏡爬行裝置緩慢下放送往待檢測纜索錨固區(qū)，通過光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CCD圖像采集系統(tǒng)進行檢測；檢測完成后，將檢測裝置移回橋面外，旋轉(zhuǎn)180° ;重復(fù)上述操作，重新進行索體另一半的檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置，其特征在于:該檢測裝置包括聚光照明光源、單反半透鏡、單反半透鏡爬行裝置、光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CXD圖像采集系統(tǒng)； 所述的聚光照明光源是能形成大面積均勻照明白光，出射光為平行光的紅外LED平板面光源； 所述單反半透鏡爬行裝置包括單反半透鏡安裝支座、鋼結(jié)構(gòu)支架和動力傳動機構(gòu)； 所述鋼結(jié)構(gòu)支架包括上半支架、下半支架、半圓環(huán)形的前后端板，所述上半支架由I根傳動螺桿、I根導(dǎo)桿、2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，所述下半支架由2根拉桿和2個半圓環(huán)形的前、后端板組成，上半支架、下半支架，前、后端板通過螺栓連接形成整體，包圍索體(I)； 所述上半支架的傳動螺桿(811)和傳動導(dǎo)桿(812)上裝有用于安裝單反半透鏡和聚光照明光源的單反半透鏡安裝支座(5)，單反半透鏡(7)安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方，傳動螺桿811由可調(diào)速電機帶動旋轉(zhuǎn)，從而帶動用十字螺釘(62)固定在傳動螺桿(811)上的傳動螺母(61)做直線運動，單反半透鏡和聚光照明光源隨單反半透鏡安裝支座(5)沿拉索外傾斜表面移動；傳動導(dǎo)桿(812)固定不動，單反半透鏡安裝支座(5)上的傳動導(dǎo)套(63)在傳動導(dǎo)桿(812)上面滑動； 在前后端板上各設(shè)置有3組支撐輪組件(4)，該支撐輪組件(4)包括調(diào)整螺母(41)、支撐輪安裝支架(42 )、彈簧(43 )和安裝在支撐輪安裝支架上的支撐輪(44)，通過調(diào)整螺母(41)改變彈簧(43)的彈力，從而調(diào)整3個支撐輪(44)對纜索的壓緊度；所述的光學(xué)成像系統(tǒng)采用包括具有大視場高分辨率光學(xué)鏡頭的攝遠(yuǎn)物鏡10的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機為數(shù)字式相機，其內(nèi)安裝有CCD圖像傳感器(101)和圖像采集卡(102)；所述的高清CCD圖像采集系統(tǒng)包括帶有圖像處理程序軟件的計算機(15)，內(nèi)含CCD圖像傳感器(101)和圖像采集卡(102 )的工業(yè)相機通過通訊端口和數(shù)據(jù)線直接與計算機(15 )相連，通過安裝在計算機里面的圖像處理程序軟件進行損傷識別，確定損傷的大小和深度。
2.一種視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷的檢測方法，其特征在于:它是運用權(quán)利要求1所述的視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置實現(xiàn)纜索錨固區(qū)段視頻現(xiàn)場無損檢測的方法，將視頻檢測纜索錨固區(qū)段外表損傷檢測裝置之帶有聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置送往待檢測區(qū)，形成有效檢測；利用大視場高分辨率光學(xué)鏡頭采集到拉索外表面缺陷圖像并成像在工業(yè)相機的上，工業(yè)相機的將探測到的圖像光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為模擬電信號，工業(yè)相機內(nèi)置圖像采集卡再將模擬信號轉(zhuǎn)換成可被計算機接收的數(shù)字信號并傳入計算機，計算機的程序軟件對其進行損傷識別，確定損傷的大小和深度；具體作法是，將檢測裝置運往現(xiàn)場的待檢拉索旁邊，打開拉索的橋面保護罩，將拉索內(nèi)減振裝置等零件拆卸；將上下兩半的鋼結(jié)構(gòu)支架圍繞拉索用螺栓連接好，將單反半透鏡安裝在單反半透鏡安裝支座上，聚光照明光源安裝在單反半透鏡的上方；開啟電機和調(diào)速器，將安裝有聚光照明光源的單反半透鏡爬行裝置緩慢下放送往待檢測纜索錨固區(qū)，通過光學(xué)成像系統(tǒng)和高清CXD圖像采集系統(tǒng)進行檢測；檢測完成后，將檢測裝置移回橋面外，旋轉(zhuǎn)180° ;重復(fù)上述操作，重新進行索體另一半的檢測。
【文檔編號】G01N21/88GK103698336SQ201310682300
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月15日
【發(fā)明者】鄧年春, 蘇慶勇, 謝峻, 謝輝, 李東平, 王曉琳, 李居澤, 伍柳毅 申請人:柳州歐維姆機械股份有限公司