[发明专利]一种用于预应力压浆施工后密实度的检测系统及方法

权利要求书

1.一种用于预应力压浆施工后密实度的检测系统，其特征在于，所述用于预应力压浆施工后密实度的检测系统包括：

加热模块，与中央控制模块连接，用于通过加热器对预应力压浆施工区域进行加热处理；

图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过图像采集设备进行预应力压浆施工的相关图像采集；

图像处理模块，与中央控制模块连接，用于通过图像处理程序对采集的压浆施工的相关图像进行处理；

其中，所述对采集的压浆施工的图像进行处理，包括：

采用加权方法，通过权衡PM和TV模型得到能量函数，通过最小化能量函数降低噪声，能量泛函的表达式为：

其中，k₀、L是常数，Δt是步长，n为迭代次数，对应的参数表达式是：

对应的欧拉方程为：

根据梯度下降流法，混合模型如下：

采用融合水平集曲率与梯度特征的各向异性图像平滑扩散模型进行滤波：

其中，k为水平集曲率，|k|为水平集曲率的模值，div为散度算子，▽为梯度算子，I₀为演化曲线内部图像，I为I₀与高斯核卷积得到，l为梯度阈值；

中央控制模块，与加热模块、图像采集模块、图像处理模块、称量模块、密实度初步计算模块、对比分析模块、红外图像分析模块、波动检测模块、密实度确定模块以及更新显示模块连接，用于通过单片机或控制器协调控制所述用于预应力压浆施工后密实度的检测系统各个模块的正常工作；

称量模块，与中央控制模块连接，用于通过称量设备称量压浆施工所需的浆料，利用压力传感器采集浆料流经的压力，同时用于利用流量计采集实际使用的浆料流量以及出浆口、排气口泄露的浆料量；

密实度初步计算模块，与中央控制模块连接，用于通过密实度初步计算程序基于采集的浆料质量、流量以及泄露浆料量及其他相关数据进行密实度计算，得到密实度初步计算结果，包括：

Q＝[V₁-(V₂+V₃)]/V×100％；

其中，Q表示压浆密实度，％；V₁表示进浆口的压浆量；V₂表示排气口的浆液的外泄量；V₃表示出浆口的浆液的外泄量；V表示预应力通道的压浆量；

对比分析模块，与中央控制模块连接，用于通过对比分析程序将采集的施工表面图像与数据库中存储的密实度缺陷标准图像进行对比，判断施工密实度；

红外图像分析模块，与中央控制模块连接，用于通过红外图像分析程序对处理后的红外图像进行分析判断压浆施工是否存在缺陷或密实度不同的状况，包括：

将红外图像谱进行灰度化处理得到灰度图像，并对灰度图像进行直方图变换提高灰度图像的对比度；

对所述灰度图像中灰度值处于相应范围内的像素点进行亮化处理，包括：

对所述灰度图像中的各像素点，根据公式计算其灰度值：

Gray＝(R×77+G×151+B×28)/255；

其中，gray表示像素点的灰度值，R为该像素点红色分量的亮度值，G为该像素点绿色分量的亮度值，B为该像素点蓝色分量的亮度值；

将处理后的图像按照阈值进行二值化处理，得到黑白图像；

对黑白图像进行滤波去除噪点，并查看红外图像中是否存在白色区域；

波动检测模块，与中央控制模块连接，用于通过波动检测设备基于波动信号进行压浆施工区域的密实度检测，包括：

在压浆施工区域内布置测线或测试面；

将波动信号拾取装置放置于所布置的测点上，并利用信号源发生装置激发入射波动信号；

波动信号拾取装置拾取反射波动信号和入射波动信号重组后的混合波动信号，并将所述混合波动信号传输至信号转化调理装置；

信号转化调理装置将混合波动信号由模拟信号转为数字信号，并进行调理；

对所拾取的混合波动信号进行特征分析，并通过分析出的特征判断孔道内部注浆状况，得到密实度波动信号检测结果；

密实度确定模块，与中央控制模块连接，用于基于密实度初步计算结果、对比分析结果、红外分析结果以及波动检测结果确定压浆密实度；

更新显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器对采集的相关图像、数据以及压浆密实度检测结果的实时数据进行更新显示；

所述图像采集模块包括：

红外图像采集单元，用于利用红外图像采集设备采集加热后的施工处的红外图像；

图像采集单元，用于利用摄像设备采集压浆施工地区的图像；

图像处理模块中，当曲率|▽I|²+|k|远大于l时，此时扩散相当于平滑滤波；

在图像的拐点、边缘、尖峰和角点处时，图像的一阶微分量和二阶微分量趋近为零，|▽I|²+|k|趋近为零，扩散在边缘上几乎停止，保护边缘及纹理信息；

波动检测模块中，所述测试面由多条测线拟合而成；

波动检测模块中，所述对所拾取的混合波动信号进行特征分析，并通过分析出的特征判断孔道内部注浆状况，包括：

接收经过调理后的混合波动信号，并对所述混合波动信号进行分析；根据分析后的混合波动信号的特征变化，判断孔道内部注浆状况。