[发明专利]一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法有效

专利信息
申请号: 202011415322.4 申请日: 2020-12-04
公开(公告)号: CN112611690B 公开(公告)日: 2022-07-08
发明(设计)人: 杨建红;胡祥;房怀英;林文华;范伟 申请(专利权)人: 华侨大学
主分类号: G01N15/02 分类号: G01N15/02
代理公司: 泉州市文华专利代理有限公司 35205 代理人: 陈雪莹
地址: 362000 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 三维 图像 骨料 等效 粒度 配方
【说明书】:

发明提供一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法,包括:通过CCD相机获得粗骨料图片,并将它们通过一系列的图像处理操作(例如图像滤波、图像二值化、图像填充和轮廓提取等),得到颗粒的外轮廓的坐标点和厚度信息;根据上述获得的厚度信息及外轮廓坐标点计算粗骨料的等效粒度及各种粒形参数(例如针片度、扁平度、三角度和球形度),通过对粗骨料厚度的表征方法进行对比;通过对不同形状的粗骨料提出新的等效粒度表征方法,并进一步修正了图像法与筛分法之间差生误差,实现准确级配。本发明公开的一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法,实现粗骨料等效粒度的精确测量,提高粗骨料颗粒的级配精度。

技术领域

本发明涉及工程机械领域,特别涉及一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法。

背景技术

级配是表示骨料大小颗粒相互搭配的比例关系,如果级配适当,可减少填充骨料空隙的灰浆量,相应减少单位体积用水量和凝胶材料用量,降低混凝土的生产成本,要测量骨料级配必须知道各骨料颗粒的等效粒度。

目前常采用振动筛分法和图像法测量粗骨料颗粒的等效粒度。振动筛分法测量粗骨料颗粒的等效粒度,测量过程为将粗骨料倒入方孔筛中,小于筛孔的骨料会下落至下一级筛网中,直到该颗粒不能通过筛孔而留在方孔筛中,那么该颗粒等效粒度的测量结果为该筛孔尺寸~上一级筛孔尺寸。对于采用图像法对粗骨料等效粒度表征,常用的表征方法有:等效椭圆Feret短径、等效椭圆短轴、轮廓最大内切圆直径和凸包最大内切圆直径。

粗骨料的扁平度采用游标卡尺进行手工测量,根据国家标准中规定将平躺放置时颗粒的最高值作为颗粒厚度,从而计算扁平度,该方法的测量效率低,并且其测量结果容易受人为因素的影响。

振动筛分法仅能测量粗骨料的级配,无法对粗骨料的形态参数进行测量。并且筛分法因为粒径段的划分受限于筛网层数,所以对粒径分布的测量略显粗糙,在一定程度上影响测量结果的精度,另外,筛分的过程中因为振动剧烈,一些颗粒种类可能极易破损,从而影响其粒径分布。而图像法中表征粗骨料粒度主要是根据颗粒的轮廓信息(主要是正面投影轮廓),故与实际操作中的筛分法(振动过程中颗粒会不断改变位置及方向)的测量结果存在一些误差。此外,在实际测量过程中,通常采用单一表征方法表征颗粒的等效粒度,通过试验发现:轮廓最大内切圆直径表征方法的测量结果较筛分法偏小,凸包最大内切圆直径表征方法的测量结果较筛分法偏小偏大,而其他两种表征方法的测量精度更低,从而造成级配结果误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题,在于提供一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法,实现粗骨料等效粒度的精确测量,提高粗骨料颗粒的级配精度。

为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

一种基于三维图像的粗骨料等效粒度级配方法,包括:

步骤10、利用传送装置传送粗骨料颗粒,通过CCD相机拍摄图像,然后利用图像处理获取每一粗骨料颗粒的外轮廓;利用一字线激光器,通过激光三角法,获取每一粗骨料颗粒的厚度值;

步骤20、根据所述外轮廓以及厚度值计算每一粗骨料颗粒的粒形参数,所述粒形参数包括针片度、扁平度、三角度以及球形度;

步骤30、根据所述粒形参数将粗骨料颗粒进行形状分类,所述形状分类包括:细长形、扁平形、角形、球形、细长三角形以及不规则形;

步骤40、对于不同形状分类的粗骨料颗粒,分别采用对应的等效粒度表征,然后对粗骨料进行级配。

进一步地,所述步骤40中,对于不同形状分类的粗骨料颗粒,分别采用不同的等效粒度表征,具体包括:

根据每一粗骨料颗粒的外轮廓得到颗粒尺寸,根据所述外轮廓以及厚度值计算得到凸起比;

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