一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法，该方法基于水分变化前后多孔样品的前后两次断层照相(CT)获得三维数字图像数据，利用改进的异位数字体积相关方法将水分变化前后的三维图像数据在材料内部每个子体块上进行相关性程度最高的匹配，然后通过灰度计算获得水分饱和度变化的全场分布。本发明专利技术借助于CT的三维和无损特性，可在不破坏样品的前提下，实现多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征，而且可针对同一个样品给出水分含量随整个实验过程的演化情况。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法
本专利技术涉及一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法，属于多孔介质水分传输领域。
技术介绍
多孔材料中水分迁移的定量表征非常重要。比如，在多孔材料中水分的迁移是造成体积变形的一个重要因素，而体积变形往往会对材料的使用性能产生很重要的影响，例如混凝土材料在干燥过程中的因为水分变化产生的干缩会产生裂纹直接影响混凝土的力学性能和耐久性能。称重法是水分迁移的传统测量方法中最常用的一种。称重法通过称取样品在不同时间点上的重量的变化来获得整个样品在水分迁移过程中水分的变化。这种方法虽然在宏观上能够获得样品整体的水分变化，但是却不能获得样品内部不同区域水分的分布梯度。针对这一情况，有人发展了一种预埋探测器来测量样品内部水分相对湿度变化的方法。预埋探测器测量水分变化的方法，通过在成型过程中将探测器埋入样品的特定位置，待样品成型完成后将探测器连接到电子设备来实时观察特定位置的相对湿度变化。该方法能够获得样品内部水分相对湿度的变化，如果在样品内部的不同位置预埋探测器则可以获得样品内部较为丰富的水分变化信息。但该方法对样品的尺寸有要求；增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法，其特征在于，该方法用断层扫描测试获得的灰度信息计算水分饱和度，具体包括如下步骤：步骤1，选取一种内部水分会发生迁移变化的多孔材料；步骤2，在水分变化前，用某个确定的CT测试条件，对步骤1的样品进行第一次CT测试，获得水分变化前样品的三维CT数据G1(x，y，z)；步骤3，在水分变化后，采用和步骤2相同的CT测试条件，对样品进行第二次CT测试，获得水分含量变化后样品的三维CT数据G2(x，y，z)；步骤4，通过CT测试获得水的灰度值Gw；步骤5，选择合适的计算区域、计算点间隔和子体块大小，通过异位数字体积相关方法计算获得样品内部水分饱和度变化...

【技术特征摘要】
1.一种多孔材料内部水分饱和度变化空间分布的定量表征方法，其特征在于，该方法用断层扫描测试获得的灰度信息计算水分饱和度，具体包括如下步骤：步骤1，选取一种内部水分会发生迁移变化的多孔材料；步骤2，在水分变化前，用某个确定的CT测试条件，对步骤1的样品进行第一次CT测试，获得水分变化前样品的三维CT数据G1(x，y，z)；步骤3，在水分变化后，采用和步骤2相同的CT测试条件，对样品进行第二次CT测试，获得水分含量变化后样品的三维CT数据G2(x，y，z)；步骤4，通过CT测试获得水的灰度值Gw；步骤5，选择合适的计算区域、计算点间隔和子体块大小，通过异位数字体积相关方法计算获得样品内部水分饱和度变化的全场分布，采用一个子体块作为计算对象；步骤5.1：在步骤2的G1(x，y，z)中确定要计算的点(i，j，k)，假设以该计算点为中心选定的子体块大小是r×r×r，其中，r为大于1的整数，用该计算点的子体块图像G1(i，j，k，r)作为参考图像，通过异位数字体积相关方法的计算，在步骤3的G2(x，y，z)中获得与参考图像G1(i，j，k，r)在亚体素精度级别上相关性最高的子体块图像G2(i’，j’，k’，r)，并作为目标图像；步骤5.2：分别对步骤5.1中的参考图像和目标图像求灰度平均值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：万克树，李根，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32