CN108760776B - 水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统 - Google Patents
水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统。该测试方法包括:利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;将基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;获得多个水泥净浆试样的吸水图像;将多个吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;将多个重构吸水图像与重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;根据碘离子的吸收梯度,对试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。利用X射线计算机断层扫描成像装置实现了无损、三维可视化地跟踪水泥基材料中水分的传输过程,实现了定性、定量地研究水泥基材料中水分渗透深度的随时间变化的动态发展机制。
Description
技术领域
本发明涉及水泥基材料中水分传输的跟踪领域,特别是涉及水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统。
背景技术
关于水泥渗透过程的研究方法,传统的方法有磨粉滴定,该方法操作复杂,误差大,破坏水泥试样,不能对同一试样跟踪整个渗透过程。
传统的重量分析测试方法,只测量了进入材料的水分重量,根据进入材料的水分重量不能获得样品中水分空间分布的具体信息,无法得到水泥材料中水分传输的定量分析。
现有技术中采用中子成像技术获取图像,中子对氢原子敏感,水泥浆体中最主要的部分是水化硅酸钙凝胶,水化硅酸钙凝胶中有大量的结合水,中子成像无法区分水泥中的结合水和渗透的自由水,并且不能用于测试其他的离子,例如无法用于在碘化钠作为图像增强剂的情况,具有很大的局限性。
综上所述,现有技术中的水泥渗透过程的研究方法无法在不破坏水泥试样的情况下准确分析水泥试样的整个渗透过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在不破坏水泥试样的情况下准确分析水泥试样的整个渗透过程的水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种水泥基材料中水分传输的可视化测试方法,所述测试方法包括:
利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;
将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;
再利用X射线计算机断层扫描成像装置对不同时间段内的毛细吸收碘化钠溶液过程的水泥净浆试样进行断层扫描,获得多个水泥净浆试样的吸水图像;
将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;
根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
可选的,在所述将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像之后还包括:
分割所述重构基准图像,获得外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像;
对所述外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像空间位置变化进行修正。
可选的,所述将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度具体包括:
采用直方图的方法获取所述水泥凝浆试样未吸收部分的CT数,获得未吸收CT数;
根据所述未吸收CT数计算基准CT数,获得CT数比例尺;
根据所述CT数比例尺沿高度方向计算所述水泥凝浆试样吸收部分的CT数,获得吸收CT数;
根据所述吸收CT数计算碘离子的吸收梯度。
为了实现上述目的,本发明还提供了如下方案:
一种水泥基材料中水分传输的可视化测试系统,所述测试系统包括:
基准图像获取模块,用于利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;
重构模块,用于将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;
吸水图像获取模块,用于将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
重构吸水模块,用于将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
吸收梯度计算模块,用于将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;
可视化监测模块,用于根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供了水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统,通过利用X射线计算机断层扫描成像装置对无吸收碘化钠溶液过程的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像,将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。利用X射线计算机断层扫描成像装置实现了无损、原位、三维可视化地跟踪水泥基材料中水分的传输过程,实现了定性、定量地研究水泥基材料中水分渗透深度及路径的随时间变化的动态发展机制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种水泥基材料中水分传输的可视化测试方法的流程图;
图2为本发明提供的一种水泥基材料中水分传输的可视化测试系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够在不破坏水泥试样的情况下准确分析水泥试样的整个渗透过程的水泥基材料中水分传输的可视化测试方法及系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种水泥基材料中水分传输的可视化测试方法,所述测试方法包括:
步骤100:利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像。
打开X射线源,设定参数值:设置X射线源的电压、电流、光学放大倍数、X射线源与试样的距离、像素的大小、曝光时间,然后对水泥净浆试样进行断层扫描。
步骤200:将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像。
步骤300:再利用X射线计算机断层扫描成像装置对不同时间段内的毛细吸收碘化钠溶液过程的水泥净浆试样进行断层扫描,获得多个水泥净浆试样的吸水图像。
步骤400:将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像。
对获取的重构吸水图像进行三维重构,还原出水泥净浆试样中不同时间段水传输的过程,可以根据需要设定不同的电压和时间值,根据测试的不同时间段水泥净浆试样中水传输的情况,总结出水传输的规律。
步骤500:将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度。
步骤600:根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
可选的,在所述将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像之后还包括:
分割所述重构基准图像,获得外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像;
对所述外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像空间位置变化进行修正。
可选的,所述将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度具体包括:
采用直方图的方法获取所述水泥凝浆试样未吸收部分的CT数,获得未吸收CT数;
根据所述未吸收CT数计算基准CT数,获得CT数比例尺;
根据所述CT数比例尺沿高度方向计算所述水泥凝浆试样吸收部分的CT数,获得吸收CT数;
根据所述吸收CT数计算碘离子的吸收梯度。
为了实现上述目的,本发明还提供了如下方案:
一种水泥基材料中水分传输的可视化测试系统,所述测试系统包括:
基准图像获取模块1,用于利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;
重构模块2,用于将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;
吸水图像获取模块3,用于将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
重构吸水模块4,用于将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
吸收梯度计算模块5,用于将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;
可视化监测模块6,用于根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
本发明有如下有益效果:
本发明针对在不同时间段无法及时准确无破坏的对试样内水传输情况进行测试的技术缺陷,提出一种用X射线三维重构技术对不同时间下水泥净浆内水传输情况进行可靠有效的无损原位测试方法,同时采用新的图像数据处理方法,克服了常用测试手段精度差,需要破坏试样和无法跟踪等缺陷,实现了获取在不同时间下水泥净浆中水传输的直观,可靠的可视化结果,为研究水泥基材料中水分的传输机制提供了一种有效的测试方法和依据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种水泥基材料中水分传输的可视化测试方法,其特征在于,所述测试方法包括:
利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;
将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;
分割所述重构基准图像,获得外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像;
对所述外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像空间位置变化进行修正;
再利用X射线计算机断层扫描成像装置对不同时间段内的毛细吸收碘化钠溶液过程的水泥净浆试样进行断层扫描,获得多个水泥净浆试样的吸水图像;
将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度,具体包括:
采用直方图的方法获取所述水泥净浆试样未吸收部分的CT数,获得未吸收CT数;
根据所述未吸收CT数计算基准CT数,获得CT数比例尺;
根据所述CT数比例尺沿高度方向计算所述水泥净浆试样吸收部分的CT数,获得吸收CT数;
根据所述吸收CT数计算碘离子的吸收梯度;
根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
2.一种水泥基材料中水分传输的可视化测试系统,其特征在于,所述测试系统包括:
基准图像获取模块,用于利用X射线计算机断层扫描成像装置对未吸收碘化钠溶液的水泥净浆试样断层扫描,获得水泥净浆试样的基准图像;
重构模块,用于将所述基准图像进行三维重构处理,获得重构基准图像;分割所述重构基准图像,获得外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像;
对所述外部空气重构基准图像、水泥部分重构基准图像和大孔隙重构基准图像空间位置变化进行修正;
吸水图像获取模块,用于利用X射线计算机断层扫描成像装置对不同时间段内的毛细吸收碘化钠溶液过程的水泥净浆试样进行断层扫描,获得多个水泥净浆试样的吸水图像;
重构吸水模块,用于将多个所述吸水图像进行三维重构处理,获得多个重构吸水图像;
吸收梯度计算模块,用于将所述多个重构吸水图像与所述重构基准图像比较,获得碘离子的吸收梯度;具体包括:
采用直方图的方法获取所述水泥净浆试样未吸收部分的CT数,获得未吸收CT数;
根据所述未吸收CT数计算基准CT数,获得CT数比例尺;
根据所述CT数比例尺沿高度方向计算所述水泥净浆试样吸收部分的CT数,获得吸收CT数;
根据所述吸收CT数计算碘离子的吸收梯度;
可视化监测模块,用于根据所述碘离子的吸收梯度,对所述水泥净浆试样吸收碘化钠溶液的过程进行可视化监测。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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