[发明专利]X-rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法

说明书

一种X‑rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法，属于材料细观结构监测技术领域。本发明针对现有X‑rayCT图像断层匹配方法中，由于试件的状态无法在多次扫描中保持一致会对断层匹配造成干扰的问题。装置包括：上端板、下端板、四个竖直支撑杆和两个斜向标记杆，四个竖直支撑杆均匀设置并支撑在上端板和下端板之间，上端板、下端板及四个竖直支撑杆形成的内部空间用于安装扫描试件，扫描试件与上端板和下端板之间分别通过固定件进行方位固定；相邻的三个竖直支撑杆中，每相邻的两个竖直支撑杆之间设置一个斜向标记杆，两个斜向标记杆的斜度相同。本发明用于图像断层匹配。

技术领域

本发明涉及X-rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法，属于材料细观结构监测技术领域。

背景技术

工业CT技术是现阶段土木工程材料研究领域普遍采用的无损检测技术，可以实现材料内部结构、破坏裂缝、孔隙分布的高精度探测。利用该项技术进行损伤试验前后X-rayCT断层图像的对比分析，进而研究土木工程材料的裂隙发展、疲劳/冻融损伤、介质扩散/结晶，以及孔隙堵塞/变形等特征，是现阶段该领域的研究热点。其中，试件损伤前后同一断面X-rayCT图像的准确判断和获取是决定断层图像匹配精度和土木工程材料细观结构演变准确表征的关键。

目前X-rayCT图像断层匹配方法多采用人工对比的方式，具有极大的主观性，误差较大。特别是对于相对均质的砂石材料而言，断层扫描图像差异人眼难以分辨，通过人工进行图像匹配极为困难。此外，由于缺乏夹具对试件的固定，在多次扫描过程中，难以保证试件在扫描室内处于同一位置，而试件的方位、转向、以及倾斜程度会给后期断层图像的处理带来更多的误差干扰。

因此，有必要设计针对土木工程材料X-rayCT断层扫描技术的试验夹具，保证试件的扫描位置固定，并提出断层图像的匹配算法，降低材料细观结构分析误差。

发明内容

针对现有X-rayCT图像断层匹配方法中，由于试件的状态无法在多次扫描中保持一致会对断层匹配造成干扰的问题，本发明提供一种X-rayCT图像断层匹配的测试装置及断层匹配方法。

本发明的一种X-rayCT图像断层匹配的测试装置，包括上端板、下端板、四个竖直支撑杆和两个斜向标记杆，

四个竖直支撑杆均匀设置并支撑在上端板和下端板之间，上端板、下端板及四个竖直支撑杆形成的内部空间用于安装扫描试件，扫描试件与上端板和下端板之间分别通过固定件进行方位固定；

相邻的三个竖直支撑杆中，每相邻的两个竖直支撑杆之间设置一个斜向标记杆，两个斜向标记杆的斜度相同。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，上端板和下端板均为正方形，四个竖直支撑杆对应正方形四个角的位置固定。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，上端板和下端板之间的距离与扫描试件的高度匹配。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，所述固定件包括设置在扫描试件上的夹片和对应设置在上端板和下端板上的夹片槽，夹片与夹片槽插接固定。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，夹片为六个，其中前三个位于扫描试件靠近上端面处侧壁圆周四分位位置中的三个位置点，后三个位于扫描试件靠近下端面处侧壁圆周上，与所述前三个的位置相对应；

夹片槽为六个，其中前三个设置于上端板上，后三个设置于下端板上，每个夹片槽内对应插接一个夹片，并且夹片槽与相邻两个竖直支撑杆之间中线的位置相对应。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，所述夹片的厚度为1.5mm，夹片槽的宽度为2mm。

根据本发明的X-rayCT图像断层匹配的测试装置，所述固定件为铁制或不锈钢制。