一种图像法测量微孔材料渗透性能的方法
【专利摘要】本说明公开了一种用图像法测量微孔材料渗透性能的方法，使用的在线测试方法包括：样品装置、滴落装置、平行光源、顶部照相机、水平照相机和计算机。该样品装置安置在CCD镜头的正前方、CCD镜头的正下方以及平行光源的正前方。使用本发明提供的图像法测量微孔材料渗透性能的方法，可以通过上部和前方高精度的长焦镜头在线摄得液滴在不同规格的微孔材料上的清晰轮廓图像。本系统自动化程度高，操作简便可靠，具有很高的测试精度，试验测试可重复性大，获得的图像可通过计算机进行凹形、凸型、平面微孔材料渗透性能的计算。
【专利说明】一种图像法测量微孔材料渗透性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金与材料测量领域，涉及一种测量微孔材料渗透性能的方法，更具 体地说，本发明涉及一种在线利用图像法测量微孔材料渗透速率的方法。
【背景技术】
[0002] 多孔材料是一种性能优异的新型工程材料，其微观结构是影响宏观物性和使用效 果的关键因素之一。多孔材料微观结构的定量表征及其对物性的影响一直是材料科学与工 程领域的焦点和难点。
[0003] 材料的渗透性能是指在一定的压差下，流体通过材料的难易程度。它不仅取决于 流体的种类，同时，还取决于多孔材料的结构。一般说来，贯通气孔率高、气孔形状均匀、空 隙的曲折度小、气孔表面光滑的多孔材料，其渗透性能好。因此，在相同的流体下，还可以用 它来衡量多孔材料的结构。
[0004] 静滴法是研究表面现象的一种方法，它在水平基板上自然形成液滴，而液滴的在 单位时间内体积的改变量与基板的渗透性能有着直接的关系。液滴在凹形、凸形、平面基板 上的稳定形状如图1、2、3所示。
【发明内容】
[0005] 本发明提出的目的是为了克服现有技术的缺点，提高仪器摄像精度和观测的自动 化程度，从而提供一种图像法测量微孔材料渗透性能的方法。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007] -种图像法测量微孔材料渗透性能的方法，实验测试装置，包括：样品装置、滴落 装置、顶部照相机、水平照相机、平行光源和计算机；上述照相机为数码相机，并通过数据线 与计算机连接；所述照相机的镜头为长焦距CCD镜头，该样品装置安置在CCD镜头的正前 方、CCD镜头的正下方以及平行光源的正前方。图像处理方法是利用图像法测量相关参数， 带入不同类型基板下的体积计算公式，就可以算出单位时间微孔材料的渗透体积，即渗透 率。
[0008] 所述样品装置指不同规格的微孔材料基板，包括凹形、凸形、平面这三种，以及稳 定在基板上的液滴。液滴通过滴落装置滴落，保证每次实验滴落相同体积的液滴，完成滴落 任务后，移开滴落装置，防止对顶部照相机的影响。
[0009] 所述平行光源放置在样品装置正后方，为照相机的摄影提供最佳光线条件。
[0010] 所述顶部及水平c⑶镜头的分辨率大于等于300万像素，可调焦距大于等于1. lm ; 所述CCD镜头加载了滤光片和滤波片。
[0011] 使用本发明提供的图像法测量微孔材料渗透性能的方法，可以通过上部和水平高 精度的长焦镜头在线摄得液滴在不同类型的微孔材料上的清晰轮廓图像。本系统自动化程 度高，操作简便可靠，具有很高的测试精度，试验测试可重复性大，获得的图像可通过计算 机进行微孔材料渗透性能的计算。针对凹形、凸形、平面三种不同类型的基板，有特定的液 滴体积计算方法，结合时间，就可以算出液滴在不同类型微孔材料上的渗透性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是液滴在凹形基板上的正视轮廓形状示意图。
[0013] 图2是液滴在凸形基板上的正视轮廓形状示意图。
[0014] 图3是液滴在水平基板上的正视轮廓形状示意图。
[0015] 图4是液滴在基板上的俯视轮廓形状示意图。
[0016] 图5是本发明的在线测量微孔材料渗透性能的装置示意图。
[0017] 图面说明：
[0018] 平行光源1样品装置2滴落装置3顶部照相机4水平照相机5计算机6
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0020] 如图5所示，观测部分由照相机4、5和计算机6组成，照相机4、5和计算机6之间 通过USB端口连接。采用单反像机摄像模式记录油水滴在陶瓷管表面的入渗过程，假设液 滴在入渗过程中其外形为椭球形，通过相机图像读出其轮廓的几个特征长度，问题便变为 了求一个圆柱面平切一个椭球的体积。
[0021] 打开平行光源1，调节照相机4、5聚焦到样品装置，由滴落装置3向样品装置2上 滴落液滴，移开滴落装置3并同时使用照相机4、5进行拍摄，在计算机6中获得的清晰图 像。图1、2、3是一个典型的液滴在不同类型的基板上的表观接触角大于90°时的形貌，此 时，我们可以从拍摄的照片中直接测量椭圆参数a、b的值，带入计算公式就能得出相应结 果。以下是在三种不同微孔材料基板的情况下，体积测量公式：
[0022] (1)在凹形基板上：
[0023]
【权利要求】
1. 一种用图像法测量微孔材料渗透性能的方法，实验装置，包括：样品装置、滴落装 置、顶部照相机、水平照相机、平行光源和计算机；上述照相机为数码相机，并通过数据线与 计算机连接；所述照相机的镜头为长焦距CCD镜头，该样品装置安置在CCD镜头的正前方、 CCD镜头的正下方以及平行光源的正前方。
2. 按照权利要求1所述的方法中在线测量装置，其特征在于，两台照相机分别在样品 装置正上方和正前方，同时捕捉图像，传输到电脑中。
3. 按照权利要求1所述的方法中在线测量装置，其特征在于，平行光源放置在样品装 置的正后面，提供拍摄所需要的光线条件。
4. 按照权利要求1所述的方法中在线测量装置，其特征在于，滴落装置用于在基板上 滴落相同体积的液滴，并且在地落后迅速移开，防止对顶部照相机的干扰。
5. 按照权利要求1所述的方法，提供了三种不同类型微孔材料基板上液滴渗透体积变 化的计算公式，以及渗透速率的计算方法。
【文档编号】G01N15/08GK104062219SQ201410305569
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】袁章福, 吴燕, 徐红艳, 徐秉声, 吴湖, 刘绍辉 申请人:北京大学