一种铁路隧道高清成像检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路工务检测领域，尤其涉及一种铁路隧道高清成像检测装置。


背景技术：

2.隧道既是道路工程构造物又是地下工程结构。它涉及工程地质、结构力学、空气动力学、光学、自动控制和工程机械等多种学科，技术较复杂，如果隧道内出现严重的渗漏水、衬砌开裂或设施故障等情况，就会妨碍交通，甚至使整个交通线完全处于中断状态。
3.铁路隧道是隧道的一种，主要用于轨道交通运输。铁路隧道基本构造可分为衬砌、洞门、明洞、防排水设施、电缆槽、通风设施等，铁路隧道病害（缺陷）的主要种类有：衬砌裂纹、衬砌变形错台、衬砌受力外鼓、衬砌劣化掉块、隧道漏水、隧道空洞等。其中衬砌裂纹、衬砌劣化掉块是铁路隧道最常见、对铁路危害最大的病害。因此，快速有效地检测出隧道裂缝是保证隧道运行安全的重要环节。目前，国内地铁隧道验收及运营过程中，隧道表面裂缝检测主要靠人工巡检。人工巡检效率低，可靠性差，容易漏检，并且对裂缝等级的判定靠经验。
4.针对上述人工巡查存在的缺陷，现有技术中有公告号为cn208046747u的中国实用新型发明专利，公开了一种隧道高清成像检测设备，包含一个圆环形底座及若干成像单元。所述圆环形底座外圆周表面具有若干连续的切面，每个成像单元设置于一个切面上；所述成像单元包括工业相机、所述工业相机镜头朝向外侧，且焦点位于圆环形底座直径的延长线上。本实用新型能够对隧道表面的裂缝进行自动化检测，获取隧道表面清晰图像，检测效率高、可靠性好并且节省人力。该隧道高清成像检测设备还存在以下缺陷：1）连接结构复杂，零件集中连接点居多，影响设备的牢固性；2）零件集中连接点大多裸露在外，容易隐藏沙石，不便于清理；3）采用led光源来补光，体积大，使用不便，且设备成像质量差。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型设计了一种铁路隧道高清成像检测装置，对隧道进行高清成像并进行缺陷识别。
6.具体通过以下技术方案实现：
7.一种铁路隧道高清成像检测装置，包括装置构架和若干个成像单元；所述装置构架包括构架体和盖板；构架体呈顶部敞口设置的空心多棱柱体结构，包括多边形底板，沿多边形边缘垂直固定有若干个与成像单元一一对应的侧壁单元；盖板可拆卸的安装于构架体的敞口处，并与构架体配合构成一个内腔结构；成像单元处于内腔结构中，并安装于侧壁单元上，侧壁单元上嵌入设置有用于配合成像单元采集图像的窗口玻璃组件；内腔结构中设置有采集板卡，所有成像单元与采集板卡电性连接。
8.优选的，所述成像单元包括光源适配器和用于连接构架体的固定架，固定架上安装了带有镜头的工业摄像机和带有光源发射头的激光补光装置；光源适配器安装于侧壁单元上，并与激光补光装置电性连接。
9.优选的，所述窗口玻璃组件包括玻璃定位框架、钢化玻璃和玻璃压板，玻璃定位框
架上设置有硅橡胶层；钢化玻璃通过玻璃压板固定于玻璃定位框架上。
10.优选的，所述侧壁单元上设置有用于辅助成像单元散热的散热鳍片。
11.优选的，所述构架体的多边形底板上设置有用于连接外部结构的法兰组件。
12.优选的，所述装置构架上设置有工作指示灯，且工作指示灯与采集板卡电性连接。
13.优选的，所述盖板与构架体之间设置有弹性密封圈。
14.优选的，所述装置构架上安装有防水透气阀。
15.优选的，所述构架体上设置有用于供线缆穿过的穿孔结构。
16.优选的，所述装置构架上设置有把手结构，且把手结构包括固定于盖板上的盖板把手和固定于架构体上的搬运把手。
17.本技术方案与目前传统工艺制作的整流模块相比有以下优点：
18.1）本技术方案通过设置专门结构的装置构架，并将成像单元合理布设，提高了检测装置的一体化程度，组装结构简单，且结构牢固；另外，通过新颖的机械结构设计与布局达到了体积小、拆装方便、易维护目的。
19.2）通过设置专门的装置构架，增加了检测装置的整体密封性，使之更加适应隧道内的潮湿环境，并能极大程度上减少清理死角。
20.3）采用激光光源补光方案，拍摄图像更清晰，检测精度更高。
附图说明
21.本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：
22.图1为本技术方案的整体结构示意图；
23.图2为成像单元在内腔结构中的布设结构示意图；
24.图3为本技术方案的侧面结构示意图；
25.图4为成像单元的组成结构示意图；
26.图5为窗口玻璃组件的组成结构示意图。
27.图中：
28.1、装置构架；1.1、构架体；1.1.1、侧壁单元；1.1.2、多边形底板；1.2、盖板；2、成像单元；2.1、光源适配器；2.2、固定架；2.3、工业摄像机；2.4、激光补光装置；3、内腔结构；4、窗口玻璃组件；4.1、玻璃定位框架；4.2、钢化玻璃；4.3、玻璃压板；4.4、硅橡胶层；5、采集板卡；6、散热鳍片；7、法兰组件；8、工作指示灯； 9、防水透气阀；10、穿孔结构；11、盖板把手；12、搬运把手。
具体实施方式
29.下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
30.本实施例公开了一种铁路隧道高清成像检测装置，作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1至图3所示，包括装置构架1和若干个成像单元2。所述装置构架1包括构架体1.1和盖板1.2。构架体1.1与盖板1.2配合，构成一个空心多棱柱结构，即，构架体1.1呈顶部敞口设置的空心多棱柱体结构，包括多边形底板1.1.2（如图2所示的十边形结构），沿多边形边缘垂直固定有若干个与成像单元2一一对应的侧壁单元1.1.1，其中，侧壁单元1.1.1的
数量大于或等于成像单元2的数量。盖板1.2呈与多边形底板1.1.2结构对应的多边形，盖板1.2可拆卸的安装于构架体1.1的敞口处，并与构架体1.1配合构成一个内腔结构3。成像单元2处于内腔结构中，并安装于侧壁单元1.1.1上，侧壁单元1.1.1上嵌入设置有用于配合成像单元2采集图像的窗口玻璃组件4，为了使检测装置的零件更加紧凑，以缩小检测装置的整体体积，相邻成像单元2如图2所示的错位布设安装。内腔结构3中设置有采集板卡5，用于控制成像单元2工作，并收集成像单元2采集的资料进行外部传送，因此，所有成像单元2与采集板卡5电性连接。
31.进一步的，由于隧道内光线不足，满足不了相机采集图像的光照强度要求，需要提供补偿光源，基于此，成像单元2包括光源适配器2.1带有镜头的工业摄像机2.3和带有光源发射头的激光补光装置2.4，其中，工业摄像机2.3可选用最高检测速度可达60km/h的高清摄像机，光源适配器2.1安装于侧壁单元1.1.1上，并与激光补光装置2.4电性连接。另外，成像单元2还包括用于连接构架体1.1的固定架2.2，以提高成像单元2的一体化程度，便于检测装置的整体组装。
32.进一步的，为了便于组装，本技术方案将窗口玻璃组件4一体化，即，窗口玻璃组件4包括玻璃定位框架4.1、钢化玻璃4.2和玻璃压板4.3，玻璃定位框架4.1上设置有硅橡胶层4.4；钢化玻璃4.2通过玻璃压板固定于玻璃定位框架4.1上。
33.进一步的，侧壁单元1.1.1上设置有用于辅助成像单元2散热的散热鳍片6，主要是用于快速导出激光补光装置2.4工作时散发的热量。如图3所示，散热鳍片6与窗口玻璃组件4在侧壁单元1.1.1上的布设位置，随成像单元2布设状态的变化而变化。
34.进一步的，构架体1.1的多边形底板1.1.2上设置有用于连接外部结构的法兰组件7。如，可以通过法兰组件7将整个检测装置安装于车载设备上。
35.进一步的，为了便于快速的知晓检测装置的通电状态以及工作状态，装置构架1上设置有工作指示灯8，且工作指示灯8与采集板卡5电性连接。
36.进一步的，盖板1.2与构架体1.1之间设置有弹性密封圈，确保装置构架的整体密封性，避免沙石进入，同时更好的适应隧道内的潮湿环境。
37.进一步的，装置构架上安装有防水透气阀 9，用于平衡装置构架内外气压，减小窗口玻璃组件4水雾凝结。
38.进一步的，构架体1.1上设置有用于供线缆穿过的穿孔结构10，便于检测装置连接电源以及其他外部设备。
39.进一步的，为了便于搬动以及使用，装置构架1上设置有把手结构，且把手结构包括固定于盖板1.2上的盖板把手11和固定于架构体上的搬运把手12。
40.在实际使用中，检测装置采用非接触式方式实现隧道缺陷检测，具体的：工业摄像机2.3对隧道衬砌表面区域进行扫描拍摄，采集板卡5通过图像压缩算法对原始图像进行压缩并存储至本地磁盘。所有工业摄像机2.3采集的数据统一由采集板卡5中的数据处理模块进行融合，最终得到的隧道原始采样数据将通过多数据融合、算法智能识别等技术实现隧道衬砌表面掉块、渗水、隧道形变、轮廓超限等异常检测，用户根据车载设备缺陷检测结果判断隧道当前状态，并以此指导线路检修及维护。