[发明专利]滴灌系统灌水器内部堵塞物质分布的原位测试与评价方法

权利要求书

1.一种滴灌系统灌水器内部堵塞物质分布的原位测试与评价方法，包括以下步骤：

1)待测试的灌水器运行若干小时后，将其取下作为灌水器样品，取下前测试灌水器流道内的流量，并标记堵塞程度；

2)向灌水器样品内通入染色溶液，对灌水器样品进行染色后，使用清水冲洗灌水器样品，并将冲洗后的灌水器样品进行晾干，染色溶液采用BaSO₄悬浊液和KI溶液的混合溶液；

3)将染色后晾干的灌水器样品放置于工业CT机旋转台，工业CT机发射X射线对灌水器样品进行扫描，获取灌水器样品的扫描数据；工业CT机对获取的扫描数据进行图像重构，得到灌水器样品的断层扫描图像；将CT扫描后的灌水器样品安装于原位置继续运行；

4)将得到的灌水器样品的断层扫描图像输入计算机，采用三维重建软件对灌水器样品的断层扫描图像进行重建，得到灌水器样品的三维模型，调整灌水器样品三维模型灰度阈值，将管壁、堵塞物质与空气进行分割，分割出堵塞物质与灌水器样品壁面、空气的边界，提取分割后灌水器样品三维模型中堵塞物质的基本参数；其中，基本参数包括点位堵塞物质厚度d、区域堵塞物质体积V和区域堵塞物质表面积C；

5)根据提取的灌水器样品三维模型中堵塞物质的基本参数，结合灌水器样品流道的结构特性计算评价指标，对灌水器样品中的堵塞物质空间分布进行定量评价；

6)重复步骤1)～5)，对该灌水器在不同时期内各流道结构单元内部、流道结构单元之间进行多尺度的堵塞物质空间分布定量评价。

2.如权利要求1所述的滴灌系统灌水器内部堵塞物质分布的原位测试与评价方法，其特征在于：所述步骤5)中，对灌水器样品中的堵塞物质空间分布进行定量评价的评价指标为：

①点平均厚度d_p，

dp=Σi=1ndpin]]>

其中，为剖面上i点的堵塞物质厚度，i＝1,2,3…n，n为在该剖面上取点的总数；

②堵塞物质面平均厚度D，

Dsj=VsjSs]]>

DXj=VXjSX]]>

DYj=VYjSY]]>

DBj=VBjSB]]>

其中，为沿水流方向灌水器样品的第j个流道结构单元上底面区域堵塞物质体积，j＝1、2、3…；S_s为流道单元上底面面积，为第j个结构单元堵塞物质在上底面平均厚度；

为沿水流方向灌水器样品的第j个流道结构单元下底面区域堵塞物质体积，S_X为流道单元下底面面积，为第j个结构单元堵塞物质在下底面平均厚度；

为沿水流方向灌水器样品的第j个流道结构单元迎水面区域堵塞物质体积，S_Y为流道单元迎水面面积，为第j个结构单元堵塞物质在迎水面平均厚度；

为沿水流方向灌水器样品的第j个流道结构单元背水面区域堵塞物质体积，S_B为流道单元背水面面积，为第j个结构单元堵塞物质在背水面平均厚度；

③堵塞物质体积分数Φ_V，

ΦVj=VtjV′×100%]]>

其中，为沿水流方向灌水器样品的第j个流道结构单元堵塞物质总体积，j＝1、2、3…；V'为灌水器样品流道结构单元体积，不同类型灌水器具有不同的流道结构单元体积；为第j个流道结构单元内堵塞物质占流道结构单元体积的百分比；

④堵塞物质表面覆盖率S_dr，

Sdr(S)=CSjSS×100%]]>

Sdr(X)=CXjSX×100%]]>

Sdr(Y)=CYjSY×100%]]>

Sdr(B)=CBjSB×100%]]>

其中，为沿水流方向灌水器样品第j个流道结构单元的上底面区域堵塞物质表面积，j＝1、2、3…，S_S为流道单元上底面面积，为上底面堵塞物质表面覆盖率；

为沿水流方向灌水器样品第j个流道结构单元的下底面区域堵塞物质表面积，j＝1、2、3…，S_X为流道单元下底面面积，为下底面堵塞物质表面覆盖率；

为沿水流方向灌水器样品第j个流道结构单元的迎水面区域堵塞物质表面积，j＝1、2、3…，S_Y为流道单元迎水面面积，为迎水面堵塞物质表面覆盖率；

为沿水流方向灌水器样品第j个流道结构单元的背水面区域堵塞物质表面积，j＝1、2、3…，S_B为流道单元背水面面积，为背水面堵塞物质表面覆盖率。