铁路自密实混凝土表面质量检测装置的制作方法

本实用新型属于铁路施工技术领域，更具体地说，是涉及一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置。

背景技术：

高速铁路无砟轨道作为高速铁路的载体，其质量好坏，内部存在病害与否，直接关系到高速铁路的运营安全。目前，我国已经颁布了多项CRTS(China Railway Track System，板式无砟轨道)-Ⅲ型无砟轨道混凝土相关标准，如标准《高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土》(Q/CR 596-2017)对自密实混凝土的质量提出了严格要求。

对于CRTS-Ⅲ无砟轨道自密实混凝土表面状态而言，主要是提出了表面不能存在大于50cm²以上的气泡，以及面积6cm²及其以上的气泡面积之和不超过自密实混凝土板面积的2％的要求。

目前对自密实混凝土表面质量的检测，主要是采用钢尺或百格网半量测气泡面积，需要人工测量、记录、计算、统计。操作繁琐、费时费力，工作效率低，且存在受人为因素影响大，检测结果不精确，检测结果难以准确、客观反映自密实混凝土填充层表面气泡状况的问题。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，旨在解决现有技术中对自密实混凝土表面的质量检测效率低，检测结果不精确的问题。

本实用新型实施例提供了一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，包括：控制模块、动力模块、滑动平台和图像采集模块，其中，所述控制模块包括第一控制单元和第二控制单元；

所述第一控制单元，与所述动力模块连接，用于向所述动力模块发送第一控制信号，以使得所述动力模块带动所述滑动平台运动；

所述第二控制单元与所述图像采集模块连接，用于向所述图像采集模块发送第二控制信号，以使得所述图像采集模块根据所述第二控制信号采集自密实混凝土的表面图像；

所述动力模块，分别与所述控制模块和所述滑动平台连接，用于接收所述控制模块的第一控制信号，并根据所述第一控制信号带动所述滑动平台水平运动；

所述滑动平台，分别与所述动力模块和所述图像采集模块连接，用于带动所述图像采集模块水平移动；

所述图像采集模块，分别与所述滑动平台和所述控制模块连接，用于在所述滑动平台的带动下水平移动，并接收所述控制模块的第二控制信号，根据所述第二控制信号采集自密实混凝土的表面图像。

可选的，所述控制模块还包括：存储单元；

所述存储单元与所述图像采集模块相连，用于接收并存储所述图像采集模块所采集的所述自密实混凝土的表面图像。

可选的，所述第一控制单元为继电器，所述动力模块为直流电机，所述直流电机与所述继电器通过电缆相连，所述继电器控制所述直流电机正转或反转。

可选的，该装置还包括固定模块；

所述固定模块固定在所在滑动平台上，所述固定模块与所述图像采集模块通过螺丝与螺母固定连接。

可选的，所述滑动平台为丝杆型直线滑台，所述滑动平台的长度大于被测自密实混凝土表面长度和/或宽度。

可选的，所述滑动平台在所述动力模块的带动下顺时针转动或逆时针转动，所述滑动平台顺时针转动时，带动所述固定模块按照预设速度从左到右匀速移动，当所述滑动平台逆时针转动时，带动所述固定模块按照预设速度从右到左匀速运动。

可选的，该装置还包括：支撑模块；

所述支撑模块，与所述滑动平台连接，用于支撑所述滑动平台，所述支撑模块为刚性结构构件。

可选的，所述图像采集模块包含第一图像采集单元和第二图像采集单元，所述第一图像采集单元的镜头和所述第二图像采集单元的镜头的视场角相同，且所述第一图像采集单元的镜头与所述第二图像采集单元的镜头的孔距为固定距离L。

可选的，所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元用于同时采集所述自密实混凝土的表面图像，在同一时刻所述第一图像采集单元所采集的所述自密实混凝土的表面图像和所述第二图像采集单元所采集的所述自密实混凝土的表面图像具有重叠区域。

可选的，所述图像采集模块为双摄像头摄像机。

本实用新型实施例中铁路自密实混凝土表面质量检测装置与现有技术相比的有益效果在于：在控制模块的控制下，动力模块带动滑动平台运动，图像采集模块固定在滑动平台上，跟随滑动平台的运动而水平移动，在移动的过程中，图像采集模块采集待测自密实混凝土的表面图像，并将采集到的表面图像发送至控制模块，控制模块根据自密实混凝土的表面图像进行图像处理，获取自密实混凝土的表面的气泡面积，根据表面的气泡面积，即可判断自密实混凝土是否合格。通过该装置，可以高效、准确的实现对铁路自密实混凝土的质量检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种图像采集模块的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置的连接以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实用新型实施例提供的一种铁路自密实混凝土表面质量检测装置，包括：控制模块100、动力模块200、滑动平台300和图像采集模块400，其中，所述控制模块100包括第一控制单元101和第二控制单元102；

所述第一控制单元101，与所述动力模块200连接，用于向所述动力模块200发送第一控制信号，以使得所述动力模块200带动所述滑动平台运动300。

可选的，第一控制单元101为继电器，动力模块200为直流电机，直流电机与继电器通过电缆相连，继电器控制直流电机正转或反转。

所述第二控制单元102与所述图像采集模块400连接，用于向所述图像采集模块400发送第二控制信号，以使得所述图像采集模块400根据所述第二控制信号采集自密实混凝土的表面图像。

可选的，第二控制单元102还用于控制图像采集模块400开始或结束自密实混凝土表面图像的采集。

可选的，控制模块100还包括存储单元103，存储单元103与图像采集模块400连接，用于接收并存储图像采集模块400采集的自密实混凝土的表面图像。

所述动力模块200，分别与所述控制模块100和所述滑动平台300连接，用于接收所述控制模块100的第一控制信号，并根据所述第一控制信号带动所述滑动平台300水平运动。

所述滑动平台300，分别与所述动力模块200和所述图像采集模块400连接，用于带动所述图像采集模块400水平移动。

可选的，该装置还包括固定模块600，固定模块600固定在所在滑动平台上，所述固定模块600与所述图像采集模块400通过螺丝与螺母固定连接，以使得图像采集模块400在保持高精度的条件下稳定的对自密实混凝土表面进行图像采集。

可选的，滑动平台300为丝杆型直线滑台，所述固定模块600固定在丝杆型直线滑台的承载平台上，如图1所示，滑动平台300的长度大于被测自密实混凝土表面长度和/或宽度。

可选的，当滑动平台300为丝杆型直线滑台时，滑动平台300的丝杆结构在动力模块200的带动下做顺时针旋转运动或逆时针旋转运动。当所述滑动平台300顺时针转动时，带动所述固定模块600和所述图像采集模块400按照预设速度从左到右匀速移动，当所述滑动平台300逆时针转动时，带动所述固定模块600和所述图像采集模块400按照预设速度从右到左匀速运动。

所述图像采集模块400，分别与所述滑动平台300和所述控制模块100连接，用于在所述滑动平台300的带动下水平移动，并接收所述控制模块100的第二控制信号，根据所述第二控制信号采集自密实混凝土的表面图像。

可选的，如图2所示，所述图像采集模块400包含第一图像采集单元401和第二图像采集单元402，所述第一图像采集单元401的镜头和所述第二图像采集单元402的镜头的视场角相同，且所述第一图像采集单元401的镜头与所述第二图像采集单元402的镜头的孔距为固定距离L。

可选的，所述图像采集模块400为双摄像头摄像机。

可选的，所述第一图像采集单元401和所述第二图像采集单元402用于同时采集所述自密实混凝土的表面图像，如图2所示，在同一时刻所述第一图像采集单元401所采集的所述自密实混凝土的表面图像和所述第二图像采集单元402所采集的所述自密实混凝土的表面图像具有重叠区域。

可选的，第二控制单元102控制图像采集模块400以每秒25帧的速度同步获取第一图像采集单元401和第二图像采集单元402采集的自密实混凝土表面的图像。

可选的，结合图1，该装置还包括支撑模块500，支撑模块500与滑动平台300相连，用于支撑所述滑动平台300，支撑模块500为刚性结构构件。

在控制模块100的控制下，图像采集模块400从左到右完成一次采集，获得的图像通过下述方法进行图像处理：

获取在同一时刻所述第一图像采集单元401采集的图像F1和所述第二图像采集单元402采集的图像F2，并获取图像F1和图像F2的重叠区域图像Fc；

利用边缘提取方法，获取所述重叠区域图像Fc中的所有气泡图像，所述重叠区域图像Fc中包含m个气泡图像，m≥1，m为正整数；

所述m个气泡中的气泡k由n个像素点组成，对于所述n个像素点中的像素点i，第一图像采集单元401的视场角为β1，所述第二图像采集单元402的视场角为β2，根据第一图像采集单元401的镜头与所述第二图像采集单元402的镜头的孔距L、所述β1和所述β2，获取像素点i到第一图像采集单元401和第二图像采集单元402视场角的顶点连线的的垂直距离hki；

以被测自密实混凝土表面为平面建立平面直角坐标系，根据公式

hki＝L/[(tanβ1)^-1+(tanβ2)^-1]

获取第一图像采集单元401或第二图像采集单元402在平面直角坐标系中对于像素点i的x轴视场角βxi和y轴视场角βyi，以及与像素点i相邻的像素点i-1的x轴视场角βx(i-1)和y轴视场角βy(i-1)；

根据所述hki、βxi、βyi、βx(i-1)和βy(i-1)获得像素点i的面积Si，具体的，

根据公式dxi＝hkicsc²βxi(βxi-βx(i-1))计算像素点i在x轴方向的距离dxi，根据公式dyi＝hkicsc²βyi(βyi-βy(i-1))计算像素点i在y轴方向的距离dyi，根据公式Si＝dxidyi＝hkicsc²βxi(βxi-βx(i-1))hkicsc²βyi(βyi-βy(i-1))计算像素点i的面积。

根据所述气泡k中的n个像素点的面积，获得所述气泡K的表面积Sk；

具体的，根据下列公式获得气泡k的表面积Sk。

获取被测自密实混凝土表面所有气泡的表面积。

根据所述所有气泡的表面积，判断被测自密实混凝土是否合格：

若所述被测自密实混凝土表面包含面积大于50平方厘米的气泡，则所述被测自密实混凝土不合格；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于50平方厘米，但大于6平方厘米的气泡的总面积超过被测自密实混凝土表面面积的2％，则所述被测自密实混凝土不合格；

若所述被测自密实混凝土表面每个气泡的面积都小于50平方厘米，且大于6平方厘米的气泡的总面积不超过被测自密实混凝土表面面积的2％，则所述被测自密实混凝土合格。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。