[发明专利]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

摘要

本发明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。

主权项

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并分别作为两者中心体素点(i，j，k)和(i’，j’，k’)的灰度值，它们的差值即反应样品内部以体素点(i，j，k)为中心的子体块灰度的变化；步骤5.3：利用下列公式计算得到以体素点(i，j，k)为中心的子体块水分饱和度的变化：fw(i,j,k,r)=G‾2(i,,j,,k,,r)-G‾1(i,j,k,r)GW.]]>