[发明专利]一种检测非织造织物渗透率的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测非织造织物渗透率的装置及方法，属于纺织测量仪器技术领域。

背景技术

非织造织物具有生产成本低、原料适应性广、孔隙率高、排水过滤性能优异等优良性能，因而作为过滤材料广泛应用于土木工程和建筑领域。作为过滤材料，需要根据被保护土的特性和现场水流条件选择合适的非织造织物，而渗透率是选择织物的重要指标。

对于非织造织物渗透率的检测，比较通用的是恒水头试验法（GB/T15789-2005）：在恒定水头下，测试水流垂直通过单层、无法向负荷织物的流速，根据达西定律计算织物的渗透率，该方法操作复杂，费时费力，且需要专门制样。

发明内容

本发明的目的在于针对现有非织造织物渗透率检测技术的不足，提供一种检测非织造织物渗透率的装置及方法，可以快速、简便、准确地测试非织造织物的渗透率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种检测非织造织物渗透率的装置，其特征在于，包括握柄，握柄上设有滑钮开关，握柄连接图像采集与处理装置，图像采集与处理装置上侧设有显示器和面板按钮，图像采集与处理装置下侧设有定距装置、照明装置和CCD摄像头，滑钮开关连接图像采集与处理装置、CCD摄像头、照明装置和显示器，图像采集与处理装置连接面板按钮、CCD摄像头和显示器。

优选地，所述的图像采集与处理装置包括图像采集器、图像处理器和图像储存器，图像采集器连接面板按钮、CCD摄像头和图像储存器，图像储存器连接图像处理器，图像处理器连接显示器。

优选地，所述的照明装置为LED灯。

    本发明还提供了一种检测非织造织物渗透率的方法，其特征在于，采用上述装置，具体步骤为：

    步骤1：将定距装置紧罩于非织造织物试样的测试部位上方，启动滑钮开关以打开照明装置、CCD摄像头、图像采集与处理装置和显示器，显示器实时显示CCD摄像头拍摄的图像，图像采集与处理装置处于准备状态；

   步骤2：当面板按钮发出拍照指令后，图像采集器从CCD摄影头所拍摄的画面中选取一帧，并储存到图像储存器中；

   步骤3：图像处理器提取储存在图像储存器中的图像信息，将其转换成灰度图像，进行图像增强处理，采用大律法选取阈值，进行图像二值化处理，二值化图像中黑色区域代表非织造织物中的孔隙，采用定距装置对图像所代表的实际尺寸进行标定，找出二值化图像中面积最大的黑色区域，将其等效为圆形，相应的等效直径即为织物的最大孔径                                               ；

步骤4：按照下式计算织物的渗透率：

；

其中，为织物的渗透率，为整个图像的实际面积，为分形维数，为织物最大孔径。

优选地，所述步骤4中的分形维数的计算方法为：

步骤a：选取一个用像素表示的半径标准值，取值范围为0~ r’_max，r’_max为用像素表示的织物的最大空隙的等效半径；

步骤b：统计用像素表示的等效半径大于等于的孔隙的总面积B，按下式计算剩余面积：

=C-B；

    其中，C为用像素表示的图像总面积，B为用像素表示的等效半径大于等于的孔隙的总面积B；

步骤c：改变，重复步骤a、b；

步骤d：以log（r）为Y轴，以log（S）为X轴，做双对数图

步骤e：在无标度区域内用最小二乘法进行线性拟合，求出直线斜率；

步骤f：按下式计算孔隙的分形维数：

；

    其中，为直线斜率。

本发明的有益效果是：

（1）本发明能够即时检测非织造织物渗透率，可在织物表面任意部位检测，且不需要预先制样；

（2）本发明设计了图像处理和渗透率测试方法，操作简便快捷、即时性强、结果准确可靠，克服了现有方法测试效率低、制样复杂、人为操作误差大等缺点；

（3）本发明设计了定距装置使得图像尺寸得以准确标定，可以准确测量实际孔隙等效直径长度，避免了因摄像头与目标物距离变化引起图像尺寸标定不一致，导致对目标物的特征长度提取产生的误差。

附图说明

图1为本发明的工作流程示意图；

图2为检测非织造织物渗透率的装置后视图；

图3为检测非织造织物渗透率的装置俯视图；