[发明专利]一种流态混凝土拌合物流变性能实时检测方法

权利要求书

1.一种流态混凝土拌合物流变性能实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、连续获取流态混凝土拌合物的多幅图像，构成混凝土拌合物流态图像族；

S2、以固定的图像曝光阈值对所述混凝土拌合物流态图像族中的每一幅图像进行强化处理；

S3、对每一幅强化处理后的图像，分别通过分形和多重分形分析方法计算分形维数和多重分形谱参数，获得粗骨料在砂浆体中的分布特征，其中分形基于盒计数方法计算分形维数，多重分形基于盒计数方法依据骨料分布信息计算得到流态混凝土拌合物增强后图像的多重分形谱参数；

S4、统计该图像族的分形维数和多重分形参数在各统计分组区间内出现的频次，基于统计学原理得到流态混凝土拌合物中粗骨料分布参数的取值范围和置信区间，其中通过对步骤S3中获得的分形维数参数D和多重分形的多特征谱宽参数Δα进行统计分析，通过计算它们的均值和标准差，基于正态分布原理得到分形维数最大值D_max、分形维数最小值D_min、多重分形谱宽最大值Δα_max、多重分形谱宽最小值Δα_min；

S5、根据分形维数和多重分形谱参数，结合粗骨料分布参数的取值范围和置信区间，得到定值配比下流态混凝土拌合物的流变参数范围，具体包括：

结合粗骨料分布参数的取值范围和置信区间以及混凝土流变学原理，基于流态混凝土拌合物的配合比，根据粗骨料的堆积密度与粗骨料结构的分形维数和多重分形谱宽参数的区间获得流态混凝土拌合物的屈服强度和塑性粘度的范围，其中屈服强度τ₀和塑性粘度η的上下界通过下式来确定：

式中，φ为流态混凝土拌合物中粗骨料的堆积密度，φ_max为流态混凝土拌合物中粗骨料的最大堆积密度。

2.根据权利要求1所述的流态混凝土拌合物流变性能实时检测方法，其特征在于，所述步骤S2中对所述混凝土拌合物流态图像族中的每一幅图像进行强化处理包括：

获取原始图像的直方图，根据曝光阈值将直方图细分为两个直方图；

对每个细分后的子直方图分别进行均衡，得到对比度增强的子图像；

将子图像叠加合并得到增强后图像。

3.根据权利要求1所述的流态混凝土拌合物流变性能实时检测方法，其特征在于，所述分形维数的计算具体包括：所述分形维数的计算具体包括：用一个尺寸为ε×ε的盒子遍历整个图片，至少包含有一个孔隙像素的盒子数量为N(ε)，用下式求解分形维数D：

4.根据权利要求1所述的流态混凝土拌合物流变性能实时检测方法，其特征在于，所述多重分形谱参数的计算方法包括：

所述多重分形谱参数的计算方法包括：

将所述增强后图像均分成L²个ε×ε大小的格子，计算第(i,j)个格子中灰度值分布概率P_ij(ε)：

式中，n_ij是每一个格子中大于指定灰度阈值的像素的个数；∑n_ij为整个图像中所有大于指定灰度阈值的像素的个数；

构造配分函数χ_q(ε)对概率P(ε)用q次方进行加权求和，表示为如下形式：

式中，q为矩的阶数(-∞＜q＜∞)，τ(q)表示配分函数和ε之间的函数关系，改变q的大小得到不同ε下的配分函数；

通过勒让德变换，得到多重分形子集的多重分形谱f(α)：

式中，α表示单一格子的奇异程度；

依据所述多重分形谱f(α)计算图像的多特征谱宽参数Δα。