一種圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法
【專利摘要】本說(shuō)明公開了一種用圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，使用的在線測(cè)試方法包括：樣品裝置、滴落裝置、平行光源、頂部照相機(jī)、水平照相機(jī)和計(jì)算機(jī)。該樣品裝置安置在CCD鏡頭的正前方、CCD鏡頭的正下方以及平行光源的正前方。使用本發(fā)明提供的圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，可以通過(guò)上部和前方高精度的長(zhǎng)焦鏡頭在線攝得液滴在不同規(guī)格的微孔材料上的清晰輪廓圖像。本系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便可靠，具有很高的測(cè)試精度，試驗(yàn)測(cè)試可重復(fù)性大，獲得的圖像可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行凹形、凸型、平面微孔材料滲透性能的計(jì)算。
【專利說(shuō)明】一種圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金與材料測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，更具 體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在線利用圖像法測(cè)量微孔材料滲透速率的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 多孔材料是一種性能優(yōu)異的新型工程材料，其微觀結(jié)構(gòu)是影響宏觀物性和使用效 果的關(guān)鍵因素之一。多孔材料微觀結(jié)構(gòu)的定量表征及其對(duì)物性的影響一直是材料科學(xué)與工 程領(lǐng)域的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003] 材料的滲透性能是指在一定的壓差下，流體通過(guò)材料的難易程度。它不僅取決于 流體的種類，同時(shí)，還取決于多孔材料的結(jié)構(gòu)。一般說(shuō)來(lái)，貫通氣孔率高、氣孔形狀均勻、空 隙的曲折度小、氣孔表面光滑的多孔材料，其滲透性能好。因此，在相同的流體下，還可以用 它來(lái)衡量多孔材料的結(jié)構(gòu)。
[0004] 靜滴法是研究表面現(xiàn)象的一種方法，它在水平基板上自然形成液滴，而液滴的在 單位時(shí)間內(nèi)體積的改變量與基板的滲透性能有著直接的關(guān)系。液滴在凹形、凸形、平面基板 上的穩(wěn)定形狀如圖1、2、3所示。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提高儀器攝像精度和觀測(cè)的自動(dòng) 化程度，從而提供一種圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0007] -種圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置，包括：樣品裝置、滴落 裝置、頂部照相機(jī)、水平照相機(jī)、平行光源和計(jì)算機(jī)；上述照相機(jī)為數(shù)碼相機(jī)，并通過(guò)數(shù)據(jù)線 與計(jì)算機(jī)連接；所述照相機(jī)的鏡頭為長(zhǎng)焦距CCD鏡頭，該樣品裝置安置在CCD鏡頭的正前 方、CCD鏡頭的正下方以及平行光源的正前方。圖像處理方法是利用圖像法測(cè)量相關(guān)參數(shù)， 帶入不同類型基板下的體積計(jì)算公式，就可以算出單位時(shí)間微孔材料的滲透體積，即滲透 率。
[0008] 所述樣品裝置指不同規(guī)格的微孔材料基板，包括凹形、凸形、平面這三種，以及穩(wěn) 定在基板上的液滴。液滴通過(guò)滴落裝置滴落，保證每次實(shí)驗(yàn)滴落相同體積的液滴，完成滴落 任務(wù)后，移開滴落裝置，防止對(duì)頂部照相機(jī)的影響。
[0009] 所述平行光源放置在樣品裝置正后方，為照相機(jī)的攝影提供最佳光線條件。
[0010] 所述頂部及水平c⑶鏡頭的分辨率大于等于300萬(wàn)像素，可調(diào)焦距大于等于1. lm ; 所述CCD鏡頭加載了濾光片和濾波片。
[0011] 使用本發(fā)明提供的圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，可以通過(guò)上部和水平高 精度的長(zhǎng)焦鏡頭在線攝得液滴在不同類型的微孔材料上的清晰輪廓圖像。本系統(tǒng)自動(dòng)化程 度高，操作簡(jiǎn)便可靠，具有很高的測(cè)試精度，試驗(yàn)測(cè)試可重復(fù)性大，獲得的圖像可通過(guò)計(jì)算 機(jī)進(jìn)行微孔材料滲透性能的計(jì)算。針對(duì)凹形、凸形、平面三種不同類型的基板，有特定的液 滴體積計(jì)算方法，結(jié)合時(shí)間，就可以算出液滴在不同類型微孔材料上的滲透性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是液滴在凹形基板上的正視輪廓形狀示意圖。
[0013] 圖2是液滴在凸形基板上的正視輪廓形狀示意圖。
[0014] 圖3是液滴在水平基板上的正視輪廓形狀示意圖。
[0015] 圖4是液滴在基板上的俯視輪廓形狀示意圖。
[0016] 圖5是本發(fā)明的在線測(cè)量微孔材料滲透性能的裝置示意圖。
[0017] 圖面說(shuō)明：
[0018] 平行光源1樣品裝置2滴落裝置3頂部照相機(jī)4水平照相機(jī)5計(jì)算機(jī)6

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020] 如圖5所示，觀測(cè)部分由照相機(jī)4、5和計(jì)算機(jī)6組成，照相機(jī)4、5和計(jì)算機(jī)6之間 通過(guò)USB端口連接。采用單反像機(jī)攝像模式記錄油水滴在陶瓷管表面的入滲過(guò)程，假設(shè)液 滴在入滲過(guò)程中其外形為橢球形，通過(guò)相機(jī)圖像讀出其輪廓的幾個(gè)特征長(zhǎng)度，問(wèn)題便變?yōu)?了求一個(gè)圓柱面平切一個(gè)橢球的體積。
[0021] 打開平行光源1，調(diào)節(jié)照相機(jī)4、5聚焦到樣品裝置，由滴落裝置3向樣品裝置2上 滴落液滴，移開滴落裝置3并同時(shí)使用照相機(jī)4、5進(jìn)行拍攝，在計(jì)算機(jī)6中獲得的清晰圖 像。圖1、2、3是一個(gè)典型的液滴在不同類型的基板上的表觀接觸角大于90°時(shí)的形貌，此 時(shí)，我們可以從拍攝的照片中直接測(cè)量橢圓參數(shù)a、b的值，帶入計(jì)算公式就能得出相應(yīng)結(jié) 果。以下是在三種不同微孔材料基板的情況下，體積測(cè)量公式：
[0022] (1)在凹形基板上：
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種用圖像法測(cè)量微孔材料滲透性能的方法，實(shí)驗(yàn)裝置，包括：樣品裝置、滴落裝 置、頂部照相機(jī)、水平照相機(jī)、平行光源和計(jì)算機(jī)；上述照相機(jī)為數(shù)碼相機(jī)，并通過(guò)數(shù)據(jù)線與 計(jì)算機(jī)連接；所述照相機(jī)的鏡頭為長(zhǎng)焦距CCD鏡頭，該樣品裝置安置在CCD鏡頭的正前方、 CCD鏡頭的正下方以及平行光源的正前方。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法中在線測(cè)量裝置，其特征在于，兩臺(tái)照相機(jī)分別在樣品 裝置正上方和正前方，同時(shí)捕捉圖像，傳輸?shù)诫娔X中。
3. 按照權(quán)利要求1所述的方法中在線測(cè)量裝置，其特征在于，平行光源放置在樣品裝 置的正后面，提供拍攝所需要的光線條件。
4. 按照權(quán)利要求1所述的方法中在線測(cè)量裝置，其特征在于，滴落裝置用于在基板上 滴落相同體積的液滴，并且在地落后迅速移開，防止對(duì)頂部照相機(jī)的干擾。
5. 按照權(quán)利要求1所述的方法，提供了三種不同類型微孔材料基板上液滴滲透體積變 化的計(jì)算公式，以及滲透速率的計(jì)算方法。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK104062219SQ201410305569
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】袁章福, 吳燕, 徐紅艷, 徐秉聲, 吳湖, 劉紹輝 申請(qǐng)人:北京大學(xué)