一种粗集料棱角性评价装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种粗集料棱角性评价装置及方法，包括图像采集系统和图像数据处理系统，图像采集系统包括暗箱、数码相机、粗集料盛放板和逆光灯，数码相机、粗集料盛放板和逆光灯均设置于暗箱内，数码相机设置于粗集料盛放板上方，逆光灯布置于粗集料盛放板下方，图像数据处理系统与数码相机连接。能够直接、定量地表征粗集料的棱角性，具有操作简单、检测目标明确、测试速度快、测量结果准确的特点，有效避免传统间接测量方法中由于人为操作因素而产生的误差。

A device and method for evaluating the angularity of coarse aggregate

【技术实现步骤摘要】
一种粗集料棱角性评价装置及方法
本专利技术具体涉及一种粗集料棱角性评价装置及方法。
技术介绍
集料是公路及城市道路工程中使用量最大的一类材料，其在沥青路面和水泥路面中的质量占比分别能达到90％和70％以上。因此从材料质量占比方面考虑，沥青路面和水泥路面的质量在很大程度上由集料品质的优劣所决定。在矿质集料中，粗集料的形状、棱角性和表面纹理等对沥青路面的性能有重要影响。美国公路战略研究(SHRP)计划中，所考察的集料的以上三个性质中，粗集料的棱角性被认为是最重要的特性。由此看来，集料的性质，特别是粗集料的棱角性对沥青混凝土路面的性能有重要影响。目前，我国还未将粗集料棱角性的评价方法和评价指标列入有关规范。通常来说，定量评价粗集料棱角性的方法有两种，即间接测定法和直接测定法，运用间接测定方法测量粗集料棱角性虽然操作简单，但是存在准确性低，测量结果代表性差的缺点。而运用直接测定法可以很直观、快捷、准确地评价粗集料的棱角性。鉴于粗集料棱角性研究的重要意义和已有方法的局限性，国外不少学者都将数字图像处理技术(DIP)应用在集料的微细观研究中，并取得了一系列的重要成果。相比传统间接测量方法，数字图像处理技术的测量精度更高、灵活性更好、可视化程度更高，并且可以进行复杂的非线性运算。因此，基于数字图像处理技术，开发出一种操作简单、检测精度高的粗集料棱角性评价装置及方法对于节约石料资源、提高集料的生产加工品质、改进沥青混合料的设计方法等具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种粗集料棱角性评价装置及方法，能够直接、定量地表征粗集料的棱角性，具有操作简单、检测目标明确、测试速度快、测量结果准确的特点，有效避免传统间接测量方法中由于人为操作因素而产生的误差。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种粗集料棱角性评价装置，包括图像采集系统和图像数据处理系统，其中，图像采集系统包括暗箱、数码相机、粗集料盛放板和逆光灯，数码相机、粗集料盛放板和逆光灯均设置于暗箱内，数码相机设置于粗集料盛放板上方，逆光灯布置于粗集料盛放板下方，图像数据处理系统与数码相机连接。按照上述技术方案，暗箱内还设有照明灯，照明灯设置于粗集料盛放板的上方，暗箱上设有开合门。按照上述技术方案，粗集料盛放板上分布有多个凹槽，每个凹槽对应放置一个粗集料的颗粒；凹槽用于放置粗集料的各颗粒呈间隙分开放置。按照上述技术方案，所述的粗集料棱角性评价装置包括多个粗集料盛放板，各粗集料盛放板上的凹槽尺寸适应相应粗集料粒径大小，凹槽的直径范围为4.75～26.5mm。按照上述技术方案，粗集料盛放板为白色透光塑料板。一种采用以上所述的粗集料棱角性评价装置的棱角性检测方法，包括以下步骤：1)将粗集料盛放于粗集料盛放板上，并使各粗集料的颗粒之间留有一定间隙；2)将盛放有粗集料的粗集料盛放板放置于暗箱中，并将暗箱关闭；3)图像数据处理系统通过数码相机对粗集料的颗粒进行图像采集；4)图像数据处理系统对采集到的图像进行处理后，求得到粗集料的各颗粒的棱角性；5)图像数据处理系统依据求得的各粗集料颗粒的棱角性进行统计分析，求得粗集料棱角性的代表值。按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，图像数据处理系统对采集到的图像进行处理过程为：对图像依次进行中值滤波、图像锐化、图像二值化、图像形态学处理、图像坑洞填充、粗集料颗粒外接多边形处理。按照上述技术方案，在所述的步骤4)中，粗集料颗粒的棱角性为：其中，CA表示单颗集料的棱角性，A2表示粗集料外接多边形面积，A1表示粗集料颗粒原始轮廓面积。按照上述技术方案，在所述的步骤5)中，粗集料棱角性代表值为：其中，I表示粗集料棱角性代表值，CAi表示单个粗集料的棱角性，n表示粗集料颗粒的个数。按照上述技术方案，所述步骤1)之前还包括以下步骤：选择待测粗集料试样，将试样过筛并用清水清洗干净后，放入烘箱中烘干，得到单一粒径、表面洁净的粗集料试样。本专利技术具有以下有益效果：在暗箱内粗集料盛放板用于盛放粗集料的颗粒，粗集料的颗粒间隔分布于粗集料盛放板，逆光灯从粗集料盛放板的下方向上照射，数码相机从粗集料盛放板上方采集各粗集料的颗粒图像，并将图像传输至图像数据处理系统，图像数据处理系统对图像进行处理后，得到每颗粗集料的棱角性，最后图像数据处理系统对计算得到的粗集料颗粒的棱角性进行统计分析，得到粗集料棱角性的代表值，与传统间接测量法相比，本专利技术所提出的粗集料棱角性评价装置及方法可以直接、定量地表征粗集料的棱角性，具有操作简单、检测目标明确、测试速度快、测量结果准确的特点，可以有效避免传统间接测量方法中由于人为操作因素而产生的误差。附图说明图1是本专利技术实施例中粗集料棱角性评价装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例中粗集料盛放板的主视图；图3是图2的俯视图；图4是本专利技术实施例中逆光灯的结构示意图；图5是本专利技术实施例中图像处理流程示意图；图6是本专利技术实施例中粗集料颗粒的原始图像；图7是本专利技术实施例中粗集料颗粒的外接多边形图像；图中，1-图像采集系统，2-1-第一开合门，2-2-第二开合门，3-数码相机，4-照明灯，5-粗集料盛放板，6-逆光灯，6-1-高亮LED灯，6-2-聚光灯罩，7-图像数据处理系统。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1～图7所示，本专利技术提供的一个实施例中的一种粗集料棱角性评价装置，包括图像采集系统1和图像数据处理系统7，其中，图像采集系统1包括暗箱、数码相机3、粗集料盛放板5和逆光灯6，数码相机3、粗集料盛放板5和逆光灯6均设置于暗箱内，数码相机3设置于粗集料盛放板5上方，逆光灯6布置于粗集料盛放板5下方，图像数据处理系统7与数码相机3连接；在暗箱内粗集料盛放板5用于盛放粗集料的颗粒，粗集料的颗粒间隔分布于粗集料盛放板5，逆光灯6从粗集料盛放板5的下方向上照射，数码相机3从粗集料盛放板5上方采集各粗集料的颗粒图像，并将图像传输至图像数据处理系统7，图像数据处理系统7对图像进行处理后，得到每颗粗集料的棱角性，最后图像数据处理系统7对计算得到的粗集料颗粒的棱角性进行统计分析，得到粗集料棱角性的代表值。进一步地，数码相机3、照明灯4、粗集料盛放板5、逆光灯6和聚光灯罩，以上设备均被安装在一个立方体形状的不透光柜内，形成一个可以封闭外界光线的“暗箱”，以避免在进行图像采集时，外界光线对图像质量造成不良影响。图像数据处理系统7由计算机和显示屏组成，可以由个人PC替代。所述图像采集系统1与图像数据处理系统7由数据线连接，由图像数据处理系统7下达指令，对图像采集系统1进行控制，进行图像采集作业。图像采集完成后，由计算机采用ImageProPlus软件对采集得到的图像进行处理分析，得到每颗粗集料的棱角性。最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粗集料棱角性评价装置，其特征在于，包括图像采集系统和图像数据处理系统，/n其中，图像采集系统包括暗箱、数码相机、粗集料盛放板和逆光灯，数码相机、粗集料盛放板和逆光灯均设置于暗箱内，数码相机设置于粗集料盛放板上方，逆光灯布置于粗集料盛放板下方，图像数据处理系统与数码相机连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种粗集料棱角性评价装置，其特征在于，包括图像采集系统和图像数据处理系统，
其中，图像采集系统包括暗箱、数码相机、粗集料盛放板和逆光灯，数码相机、粗集料盛放板和逆光灯均设置于暗箱内，数码相机设置于粗集料盛放板上方，逆光灯布置于粗集料盛放板下方，图像数据处理系统与数码相机连接。


2.根据权利要求1所述的粗集料棱角性评价装置，其特征在于，暗箱内还设有照明灯，照明灯设置于粗集料盛放板的上方，暗箱上设有开合门。


3.根据权利要求1所述的粗集料棱角性评价装置，其特征在于，粗集料盛放板上分布有多个凹槽，每个凹槽对应放置一个粗集料的颗粒。


4.根据权利要求1所述的粗集料棱角性评价装置，其特征在于，所述的粗集料棱角性评价装置包括多个粗集料盛放板，各粗集料盛放板上的凹槽尺寸适应相应粗集料粒径大小，凹槽的直径范围为4.75～26.5mm。


5.根据权利要求1所述的粗集料棱角性评价装置，其特征在于，粗集料盛放板为白色透光塑料板。


6.一种采用权利要求1所述的粗集料棱角性评价装置的棱角性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将粗集料盛放于粗集料盛放板上，并使各粗集料的颗粒之间留有一定间隙；
2)将盛放有粗集料的粗集料盛放板放置于暗箱中，并将暗箱关闭；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振军，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，中冶南方城市建设工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42