[发明专利]一种集料级配实时检测方法和图像采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种集料生产质量的检测技术，具体涉及一种用于在集料生产现场进行集料级配实时检测方法和图像采集系统。

背景技术

目前高速公路路面以沥青路面为主。在沥青路面材料组成中，集料的用料最大，所占成本也最多。在集料的生产现场，对集料的级配仅仅是从拌合楼单方面对各个冷料仓供料量进行控制，并没有对集料级配进行快速的检测。这样可能会导致实际的生产级配与设计级配偏离，从而混合料的力学性能以及路用性能下降，不能满足设计要求。因此，在混合料的生产过程中，需要对集料级配进行在线检测，从而可以依据设计级配对各料仓的供料进行精确控制，使得生产级配不至于偏离设计级太远。而针对在集料生产现场进行集料级配实时检测的图像采集系统则是检测系统性能优劣的关键所在。

由于在集料的生产现场，集料下落的速度很快，要采集到清晰的动态集料就要求相机的曝光时间很短，这就导致了相机所采集到的图像灰度值偏暗、对比度差。而不同时间的日光强度差异较大，图像采集系统往往得不到光强恒定的入射光，导致所采集到的图像无法保持灰度值的稳定和图像背景的均匀性，不利于其后的图像分析和处理。

现有技术中，针对集料级配检测的图像采集系统的方法为：图像采集对象为成型后的集料路面取芯试件，在实验室环境对试件材料进行数字化成像。但该方式仅仅对成型后的集料路面取芯试件在实验室的环境进行图像采集，无法在集料生产现场的集料级配环节进行图像的采集，不能实时获取集料级配过程的图像数据。由于图像采集对象为路面取芯试件，其图像分析和处理的结果受检测对象影响较大。

发明内容

本发明提供一种图像采集系统及其检测方法，用于在集料生产现场进行集料级配实时检测，解决了现有技术无法在集料生产现场的集料级配环节进行图像的采集，不能实时获取集料级配过程的图像数据的问题。

本发明的技术解决方案如下：

该集料级配实时检测方法，包括以下步骤：

首先，对下落状态集料图像进行采集：图像采集系统设置，将用于固定红外线激光器和线阵相机的固定支架的固定点设置于传送带架上方10～20cm，将红外线激光器和线阵相机设置于下落集料的一侧且高度相同，红外线激光器和线阵相机所成直线与集料下落面平行，红外线激光器和线阵相机距集料下落面30～50cm；线阵相机镜头覆盖的的采集对象为冷料仓下方一级传送带上下落到拌合楼传送带之前的处于下落运动状态的集料，视场宽度为拌合楼传送带的宽度；对线阵相机进行滤除杂光处理，在线阵相机镜头前端1cm-8cm处设置滤光装置；对光进行均匀处理，在集料下落面相对于红外线激光器和线阵相机的一侧设有漫反射背景板，该漫反射背景板距离集料下落面5cm-15cm；通信系统设置，将线阵相机通过设有数据线中继装置的数据线连接至计算机；计算出拍摄视场中集料的最高下落速度；计算机设置线阵相机的拍摄频率，使该拍摄频率远大于集料的最高下落速度；图像采集，应用红外线激光器和线阵相机拍摄冷料仓下方一级传送带上下落到拌合楼传送带之前的处于下落状态的集料，完成图像采集；

其次，进行传输分析：对所采集的下下落状态集料图像进行实时压缩，对所采集的图像内每个集料颗粒能够识别、并自动计算出该集料颗粒的粒径大小，统计全部集料颗粒的粒径分布

最后，获取检测结果，是将分析所得的粒径分布的数据绘制成集料级配的实际曲线，与集料的设计曲线在同一坐标系内进行对比显示、并得出实际级配曲线与设计曲线的误差数据。

上述方法用集料级配实时检测的图像采集系统，包括红外线激光器、线阵相机、固定支架、滤光装置和反光装置；所述红外线激光器和线阵相机设置于固定支架上且位于集料下落面的同侧；所述固定支架设置于集料传送带上方10～20cm；红外线激光器和线阵相机所成直线与集料下落面平行，红外线激光器和线阵相机距集料下落面30～50cm；红外线激光器的视场宽度为拌合楼传送带的宽度且在该范围内红外线强度均匀；所述线阵相机镜头前1cm-8cm处设置有滤光装置；所述集料下落面的另一侧5cm-15cm处设置有反光装置；

以上所述线阵相机通过数据连接线与计算机连接，数据连接线上设置有数据线中继装置。

以上所述数据线中继装置是camerlink信号光纤传输器；

以上所述的滤光装置是带通滤光片，其对波长800nm-2000nm的入射光通过率为95％，其余波段近似为0；

以上所述的反光装置是铝制光扩散漫反射板。

本发明的优点在于：