[实用新型]一种水泥基材料收缩与开裂性能检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料检测领域，具体涉及一种对水泥基材料收缩开裂性能进行检测的装置。

背景技术

水泥生产技术以及混凝土配制技术中，水泥基材料的收缩、开裂现象会严重影响材料的体积稳定性和耐久性能，也是国内外学者研究的热点。尽管相关的测试方法很多，如利用基于长度、体积变化的接触式方法，基于传感器及光学原理的非接触式方法进行收缩性能的测量，但是现有测试方法各有优缺点：接触式方法设备简单，但精度较低、易受操作人员主观因素影响；非接触式方法在精度上具有优势，但存在实际操作过程较为复杂、成本高等问题，而且两种方法都只是适用于不同阶段收缩的测量。随着技术进步，水泥混凝土传统的测试、评价手段得到了进一步完善，较多全新的、或者交叉学科中的研究方法也在水泥混凝土的测试、监测及评价中得到了充分的应用，数字图像处理技术就是应用较为成功的一种技术，如利用数字图像分析软件中的频率直方图功能对混凝土待测区域中的气孔进行分类测试，来评价混凝土结构中的孔结构特征；利用背散射电子图像(BSEI)分析技术对抛光后的试样断面进行图像分析，对未水化水泥熟料进行观察，根据每幅图像中所有表示未水化水泥相的像素值，进行水化程度的测试。

耿飞利用Delphi语言编写了“裂缝图片分析软件”，进行混凝土塑性裂缝特征的观察与评价(东南大学硕士学位论文)，但由于该软件主要是针对裂缝特征的观察和评价，在精度上存在很大的缺陷(由于取像工具的限制，其图像分辨率为640×480Pixels，实际精度为毫米级)，如果用来进行收缩测量的话，其精度是远远不够的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够基于数字图像处理技术对水泥基材料收缩与开裂性能进行检测以及评价的装置。

本实用新型提供的一种水泥基材料收缩与开裂性能检测装置，主要由一图像采集装置和由图像处理模块、结果显示模块及通信模块组成的信号处理装置组成；其中：

所述图像采集装置包括：一支承架、一设于支承架顶端的横向位移控制杆、一与横向位移控制杆相连接的纵向位移控制杆、一位于横向位移控制杆和纵向位移控制杆上的位移调控器及一设于纵向位移控制杆下端的夹具和取像设备；

所述信号处理装置中，图像处理模块包括图像预处理单元、图像增强单元及图像分析单元，其中：

图像预处理单元完成图像的灰度转换、有效区域的选择和剪切；

图像增强单元依次通过平滑处理去除实际成像过程中因成像设备和环境所造成的图像失真，通过锐化处理使图像灰度反差增强并形成完整的边界，通过灰度形态学操作对边界及边界所包围的图像进行特征突出处理，使待研究对象在黑白图像中以与背景图像完全相反的颜色呈现，并与背景图像剥离；

图像分析单元完成特征提取以及裂缝宽度和收缩值的计算。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，所述图像处理模块功能是通过MATLAB语言形成的图像处理软件在计算机中运载而实现。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，针对收缩性能检测，所述图像增强单元中，还包括插值缩放处理提高图像的分辨率；图像分析单元依据经插值缩放处理后的图将进行特征提取与计算。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，所述信号处理装置中还包括评价模块，完成图像处理模块的计算结果与评价模块中装载的基准数据之间的比较，并给出评价意见，通过显示模块输出。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，所述图像采集装置中，夹具上装设分辨率为700万以上像素的取像设备，取像设备与图像采集模块信号连接。取像设备为基于CCD或CMOS原理的数码相机或摄像机。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，所述图像采集装置中，位移调控器设有水平内嵌孔、竖直内嵌孔和螺钉，横向位移控制杆通过水平内嵌孔穿过位移调控器，并由螺钉固定；纵向位移控制杆通过竖直内嵌孔穿过位移调控器，并由螺钉固定。

以上所述水泥基材料收缩与开裂性能检测装置中，所述图像采集装置中还包含一设于支承架下部用于放置待测材料的样品承放板。