品质砂子的圆形度范围，并且方便操作，该方法原 理是使用同一机制砂颗粒投影面积与其最小外接圆面积之比进行表征。
[0033] 二、方法先进：为了更好表征机制砂实际颗粒形貌，本专利提出了球体类似度这一 指标，这种方法可以快速、有效评价颗粒球体类似度，避免因指标参数过多带来的不便。根 据几何学原理，标准球体在空间任意方向平面上的投影均为正圆形。因此，测量同一个颗粒 在不同方向上投影图形的圆形度，能够在一定程度上反应出该颗粒与球体的接近程度。为 了精确确定球体类似度数值，本方法将二维圆形度数值进行幂次方转换，得到了准确的球 体类似度指标。球体类似度即为同一颗粒在空间不同方向上圆形度的平均值的幂次方。
【附图说明】
[0034] 图1为实施例中本发明的方法流程图。
[0035] 图2为处理后的机制砂颗粒的二维平面图形，其中，图（2a)为机制砂颗粒第一方 向的二维平面图形，图（2b)为机制砂颗粒第二方向的二维平面图形，图（2c)为机制砂颗粒 第三方向的二维平面图形，图（2d)为机制砂颗粒第四方向的二维平面图形。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0037] 实施例：
[0038] 如图1所示，试验操作采用四个不同方向的投影图形作为对比对象，实际上应尽 可能多的选取不同方向的投影图形做对比。使用颗粒球体类似度的方法，本发明将不同品 质的机制砂与河砂的颗粒形貌进行对比，包括以下步骤：
[0039] (1)取样
[0040] 随机逐粒提取机制砂和河砂颗粒，并将取好的颗粒放在洁净的玻璃板上。
[0041] (2)采集数码影像
[0042] 使用数码相机从不同方向对机制砂和河砂颗粒进行拍照，拍照时应注意保证图片 的品质。
[0043] (3)图像预处理
[0044] 使用图像处理软件对图片进行预处理，将数码影像处理为相二维平面图形，如图2 所示。
[0045] 如图2a_2d所示，图为四个方向的机制砂颗粒数码图像处理后的二维平面图形
[0046] (4)基于圆形度原理，利用Image-Pro Plus6. 0软件逐粒分析，并将圆形度转换成 球体类似度
[0047] 基于圆形度计算公式，使用Image-Pro Plus6. 0软件提取颗粒投影面积和投影颗 粒最大粒径，得出圆形度，然后使用球体类似度计算公式，得出单个颗粒的球体类似度。
[0048] (5)汇总计算结果
[0049] 将不同颗粒所得到的球体类似度汇总，然后取平均值，即可得到机制砂和河砂颗 粒球体类似度。具体测试结果如表1所示。
[0050] 表1各类砂的颗粒形貌统计数据
[0051]
[0052] 通过表1可以看出，普通机制砂与河砂相比，球体类似度水平较低，说明河砂颗粒 更加接近球体，而高品质机制砂颗粒与河砂球体类似度比较接近，甚至高于河砂。因此可以 得出高品质机制砂含有更少的片状、条棒状颗粒。
【主权项】
1. 一种机制砂球体类似度的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1) 取样：随机选取同一生产批次不同级配的机制砂颗粒，并将取样后的机制砂颗粒放 在洁净的玻璃板上； 2) 采集数码影像：使用数码相机从多个方向对取样后的机制砂颗粒进行拍照，并获取 机制砂颗粒各方向的数码影像； 3) 对数码影像进行预处理，将数码影像处理为二维影像； 4) 获取同一机制砂颗粒在各方向二维影像中的圆形度，并根据各方向的圆形度获取该 机制砂颗粒的球体类似度； 5) 逐粒获取取样后的机制砂颗粒的球体类似度，汇总多个取样后的机制砂颗粒的球体 类似度，取平均值得到该生产批次机制砂颗粒的球体类似度。2. 根据权利要求1所述的一种机制砂球体类似度的检测方法，其特征在于，所述的步 骤1)中具体包括以下步骤： 取样前先将机制砂颗粒的取样部位表层铲除，然后从不同部位随机抽取等量的机制砂 8份，组成一组样品，然后采用人工四分法将所取的试样进行缩分，最后在缩分后的样品中 随机抽取具有代表性的试样。3. 根据权利要求1所述的一种机制砂球体类似度的检测方法，其特征在于，所述的步 骤2)中数码影像的放大倍数为5~10倍。4. 根据权利要求1所述的一种机制砂球体类似度的检测方法，其特征在于，所述的步 骤4)中，同一机制砂颗粒的圆形度为机制砂颗粒投影面积与其最小外接圆面积之比，公式 为：L=D 其中，Y为机制砂颗粒的圆形度，G是颗粒投影面积，S为投影颗粒最小外接圆面积，L为投影颗粒最大粒径，D为投影颗粒最小外接圆直径， 所述的机制砂颗粒的球体类似度的计算式为：其中，Q为机制砂颗粒的球体类似度，EY为同一机制砂颗粒n个投影方向的圆形度总 和，n为空间投影方向总数。5. 根据权利要求1所述的一种机制砂球体类似度的检测方法，其特征在于，所述的步 骤5)中，该批次机制砂颗粒的球体类似度.0I的计算式为：其中，2Q为N个机制砂颗粒的球体类似度总和，N为机制砂颗粒总数。
【专利摘要】本发明涉及一种机制砂球体类似度的检测方法，该方法包括以下步骤：1)取样：随机选取同一生产批次不同级配的机制砂颗粒，并将取样后的机制砂颗粒放在洁净的玻璃板上；2)采集数码影像：使用数码相机从多个方向对取样后的机制砂颗粒进行拍照，并获取机制砂颗粒各方向的数码影像；3)对数码影像进行预处理，将数码影像处理为二维影像；4)获取同一机制砂颗粒在各方向二维影像中的圆形度，并根据各方向的圆形度获取该机制砂颗粒的球体类似度；5)逐粒获取取样后的机制砂颗粒的球体类似度，汇总多个取样后的机制砂颗粒的球体类似度，取平均值得到该生产批次机制砂颗粒的球体类似度。与现有技术相比，本发明具有方法简单准确、方法先进等优点。
【IPC分类】G01N15/10
【公开号】CN105092452
【申请号】CN201510411474
【发明人】蒋正武, 袁政成
【申请人】同济大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月14日