УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ БЕТОНА

Полезная модель относится к строительству, а именно к методам контроля качества бетона.
Для изучения структуры пористого пространства бетона и цементного камня известна специализированная установка, позволяющая наблюдать исследуемые поверхности и проводить морфологический анализ изучаемых структур при увеличениях от 0,1× до 100×. Установка состоит из штатива, регистрирующего устройства и оптической системы, содержащей объектив, блок светофильтров, диафрагмы, источники света и объектный столик для образца /1/.
Установка обеспечивает двухкоординатное измеряемое перемещение исследуемой поверхности (поля наблюдения) без изменения увеличения. Требование наличия в установке двухкоординатного перемещающего устройства обусловлено необходимостью измерений и получения статистически достоверных параметров структуры бетона для заданной площади поверхности, многократно превышающей поле микроскопического наблюдения.
Недостатком известной установки является невозможность применения современных средств вычислительной техники для корректировки и обработки изображений, отсутствие возможности применения комбинированного освещения (проходящий + отраженный свет) для наблюдения объектов при больших увеличениях, и возможность применения узкополосной фильтрации осветителей и регистрируемого изображения, отсутствие возможности регистрации изображения в режиме реального времени.
Техническая задача заключается в повышении точности измерений и ускорении анализа при исследовании структурных параметров бетонов
на различных метрических уровнях за счет получения контрастного изображения.
Поставленная задача решается таким образом, что устройство для определения структуры бетона, содержащее штатив, регистрирующее устройство, оптическую систему, включающую источники света, объектив, светофильтры, диафрагмы, и объектный столик для образца, согласно полезной модели, в качестве регистрирующего устройства содержит блок телекамеры, снабжено оптическим проекционным блоком для сопряжения блока телекамеры с объективом и блоком осветителя отраженного света, а источники света имеют сменные интерференционные светофильтры.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в качестве регистрирующего устройства содержит блок телекамеры, снабжено оптическим проекционным блоком для сопряжения блока телекамеры с объективом и блоком осветителя отраженного света, а источники света имеют сменные интерференционные светофильтры.
Устройство для морфологического анализа бетона позволяет расширить область применения оптических методов при изучении структуры бетона и процессов, протекающих в них в результате старения и под действием внешних негативных факторов, определять широкий круг морфологических параметров бетонов и изделий из них при оптических увеличениях от Х1000 до Х0,5, проводить анализ петрографического состава бетонов и заполнителей, измерения цветовых характеристик бетонов, исследовать процессы разрушения методами фрактографического анализа. Применение осветительных систем с расширенным спектральным диапазоном (от 300 до 1000 нм) и специализированной оптической системы, обеспечивающей работоспособность в краевых участках указанного спектрального диапазона, позволяют проводить исследования процессов массо- и
теплопереноса в бетонах и химической активности ингредиентов бетона по отношению к различным агрессивным средам.
Устройство для морфологического анализа бетонов позволяет исследовать структурные параметры бетонов и изделий из них на различных метрических уровнях (от единиц микрометров до ста миллиметров) за счет возможности получения контраста и более точной системы формирования изображения на матрице телеканала.
На чертеже представлена оптическая схема устройства для определения структуры бетона.
Устройство состоит из блока телекамеры для получения визуального изображения структуры поверхности исследуемого материала А; блока проекционной оптической системы В; блока осветителя отраженного света С; блока объектива D; блока внешней осветительной системы Е; блока осветителя проходящего света F; программно управляемого двухкоординатного подвижного объектного столика для образца J; компьютера со специализированным интерфейсом сопряжения с телекамерой (на чертеже не показано) с пакетом программ для приема, обработки и анализа сигналов изображения.
Установка смонтирована на станине, на которой установлен штатив с перемещаемым кронштейном. На кронштейне смонтированы блок телекамеры А, блок проекционной оптической системы В, блок осветителя отраженного света С и блок объектива D. В центре станины закреплен двухкоординатный подвижный столик J для образца.
Блок телекамеры А включает телекамеру 1 и диафрагму 2.
Блок проекционной оптической системы В включает проекционный объектив 3, сменный блок фильтрации со светофильтрами 4 и анализатором 5, и диафрагмы 6.
Блок осветителя отраженного света С включает запирающий фильтр 7, источник света 8, конденсор 9, ирисовую диафрагму 10, поляризатор
11, светофильтры 4, диафрагму темного поля 12, и полупроницаемое зеркало 13.
Блок объектива D состоит из подвижной промежуточной линзовой системы 14, диафрагмы 6 и объектива 15. Промежуточная подвижная оптическая система блока объектива выполняет роль трансфокатора и позволяет плавно менять фокусное расстояние объектива в пределах 5-25%. Блок объективов D выполнен сменным.
Блоки осветителей Е и F включают источник света 8, конденсор 9, диафрагмы 6 и светофильтры 4. В качестве источников света 8 можно использовать:
- источник света с лампой накаливания для анализа в видимой и инфракрасной областях спектра;
- источник света с галогенной лампой высокого давления для анализа в областях спектра видимого и ближнего ультрафиолета;
- ртутная лампа для анализа в ультрафиолетовом свете. Блоки внешних осветителей Е установлены на подвижных кронштейнах слева и справа от держателя образца.
Блок осветителя проходящего света F используется для изучения структуры прозрачных образцов.
Устройство снабжено дополнительным монитором высокого разрешения и компьютером, подключаемым через специализированную карту захвата видеоизображения.
Устройство работает следующим образом.
На объектный столик J закрепляется анализируемый образец, например, бетонный кубик. Включаются блоки А, В, С, D, Е. Световой поток, сформированный осветителями С и Е, отразившись от поверхности образца, проходя через блок объектива D и блок сопряжения В формирует с помощью блока телекамеры А изображение на видеомониторе, которое
с помощью карты видеозахвата телекамеры 1 передается в компьютер. Полученное изображение может быть обработано с помощью программного обеспечения, формирующего файл отчета, содержащий полные количественные характеристики объекта исследования, который сохраняется в формате, удобном для его дальнейшей обработки. В частности, возможен расчет пористости бетонов по методике ASTM.
Преимуществом установки является большое фокусное расстояние регистрирующей системы, возможность плавных регулировок увеличения в пределах от 0.5 до 1000 крат, высокая светочувствительность в широком диапазоне длин волн отраженного и проходящего света, а также возбужденной люминесценции.
Программное обеспечение, поставляемое вместе с картой видеозахвата, позволяет вводить в компьютер изображение с телевизионной камеры, обеспечивает его сохранение на диске и дальнейшую математическую обработку, а также возможность управления основными параметрами телекамеры (наводка на резкость, увеличение, коррекция геометрических искажений оптических систем и т.д.).
1. Прибор для макро- и микросъемки ФМН-2. Год изготовления 1959.