[发明专利]一种基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测系统，用于梁柱榫卯节点内部尺寸的检测，包括热辐射加热组件、热像仪和图像处理模块，所述的热辐射加热组件设置于梁柱榫卯节点周围，用于向梁柱榫卯节点产生热流，所述的热像仪正对梁柱榫卯节点，用于对梁柱榫卯节点进行红外探测得到热成像图片，并将热成像图片发送至图像处理模块，所述的图像处理模块对热成像图片进行图像处理，根据热成像图片显示的温度高低确定梁柱榫卯节点连接界面位置，实现对榫卯节点内部尺寸的检测，与现有技术相比，本发明具有对结构无损伤且操作简便、合理可靠等优点。

技术领域

本发明涉及土木建设结构工程领域，尤其是涉及一种基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测系统和方法。

背景技术

木结构是我国主要的传统建筑结构之一，留存至今的传统木结构建筑仍有不少，其大多成为历史保护建筑。随着时间的推移，传统木结构会出现结构性能退化等一系列问题，因此加强对传统木结构的检测、鉴定和加固是十分有必要的。

传统木结构一般由木梁和木柱通过榫卯节点相连接。许多研究表明，榫卯节点是木结构的关键部位，一方面榫卯节点能够传递剪力和弯矩，另一方面榫卯节点在地震中有利于结构的减震耗能。但在实际检测的过程中，由于榫卯节点具有一定的隐蔽性，其内部尺寸难以获得，因而常常被忽略。这对节点乃至整个结构的整体评估具有一定的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对结构无损伤且操作简便、合理可靠的基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测系统，用于梁柱榫卯节点内部尺寸的检测，包括热辐射加热组件、热像仪和图像处理模块，所述的热辐射加热组件设置于梁柱榫卯节点周围，用于向梁柱榫卯节点产生热流，所述的热像仪正对梁柱榫卯节点，用于对梁柱榫卯节点进行红外探测得到热成像图片，并将热成像图片发送至图像处理模块，所述的图像处理模块对热成像图片进行图像处理，根据热成像图片显示的温度高低确定梁柱榫卯节点连接界面位置，实现对榫卯节点内部尺寸的检测。

进一步地，所述的热辐射加热组件包括四个排列成矩形，且设置于梁柱榫卯节点一侧的热辐射加热器，四个热辐射加热器分别与激励源控制器连接。

进一步优选地，所述的热辐射加热器采用碘钨灯。

进一步地，所述的热像仪分别从榫头长度方向、宽度方向和高度方向进行红外探测，获取榫头长度方向、宽度方向和高度方向的热成像图片。

进一步地，所述的图像处理模块通过图像处理提取热成像图片上的暗影位置，确定榫卯节点连接界面轮廓，获取榫卯节点内部尺寸。

进一步地，所述的热像仪采用热成像摄像仪，在热辐射加热组件对榫卯节点进行加热的过程中，记录榫卯节点表面的温度变化。

优选地，所述的图像处理模块为计算机。

一种使用所述的基于热成像的榫卯节点内部尺寸检测系统进行榫卯节点内部尺寸检测方法，该方法采用热辐射加热组件对梁柱榫卯节点加热，并采用热像仪对梁柱榫卯节点进行红外探测得到热成像图片，最后通过图像处理模块对热成像图片进行图像处理，根据热成像图片显示的温度高低确定梁柱榫卯节点连接界面位置，确定榫卯节点的内部尺寸。

进一步地，采用热辐射加热组件对梁柱榫卯节点加热前，先清理梁柱榫卯节点柱体和梁体的外表面。

进一步地，所述的热像仪对梁柱榫卯节点进行红外探测时，分别从榫头长度方向、宽度方向和高度方向进行红外探测，采集榫头长度方向、宽度方向和高度方向的热成像图片，且在热像仪采集热成像图片时，所述的热辐射加热组件对梁柱榫卯节点进行持续加热。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：