[实用新型]一种集料颗粒CT扫描装样装置

说明书

本实用新型公开了一种集料颗粒CT扫描装样装置；其包括防倾覆套筒、基座；在防倾覆套筒内，自下而上设置有多层相互间隔的分隔板，每层分隔板之间由多根支撑杆支撑固定；分隔板放置用于CT扫描的集料颗粒；通过断层扫描图像的标定与图像处理算法实现集料颗粒的三维重构，重构后的三维模型可用于集料的三维形态学评价、集料3D打印或用于考虑集料真实集料形态学特征的数值仿真。本装置能最大限度地提高集料的扫描与建模效率且具备结构简单、使用方便及便于推广的特点。

技术领域

本实用新型涉及土木工程集料颗粒三维成像技术领域，尤其涉及一种集料颗粒CT扫描装样装置。

背景技术

集料是沥青混合料、水泥混凝土等颗粒性建筑材料的重要组成部分，而铁路道砟本身就是集料，可知集料作为颗粒性材料在土木工程领域中发挥着举足轻重的应用。颗粒性材料的力学行为特性除了受集料本身强度的影响，其几何特性对材料的技术性能也存在着重要影响。

集料的形态学特性可分为形状、棱角及纹理三个尺度，但是当前集料的形态学评价方法主要针对的是集料的二维情形，如AIMS、MASCA等，其反映的只是集料某个投影方向的形态学特性，不能表征集料在“真三维”状况下的形态学特性。

集料三维形态学评价的关键是获取集料的三维轮廓并提出相应的评价指标。

X-Ray CT与三维扫描仪是当前主流的三维建模方法，相较于三维扫描仪，X-rayCT具有更高的建模效率，但是采用直接将集料颗粒放入容器中进行扫描建模时，图像会出现集料颗粒粘连的特性增加了图像处理的复杂度。

此外，随着计算机技术、云计算、边缘计算等技术的发展，3D打印与数字化设计已成为当前的研究热点，其中集料的数字化建模便是基础性技术。

为此，本实用新型提出可用于集料颗粒CT扫描的辅助装置及三维建模方法，可精确、高效地实现集料的三维重构，可为集料的真三维形态学评价及颗粒性材料的3D打印与数字化设计提供基础。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种操作简便、精确、高效的集料颗粒CT扫描装样装置。

本实用新型可精确、高效地实现集料的三维重构，可为集料的真三维形态学评价及颗粒性材料的3D打印与数字化设计提供基础。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种集料颗粒CT扫描装样装置，包括：基座4，以及位于基座4上的防倾覆套筒1；

在防倾覆套筒1内，自下而上设置有多层相互间隔的分隔板2，每层分隔板2之间由多根支撑杆3支撑固定；

分隔板2放置用于CT扫描的集料颗粒。

所述防倾覆套筒1形状为圆形或者矩形；

所述分隔板2的形状与防倾覆套筒1的截面形状相适配。

所述支撑杆3的形状为圆形柱体或矩形柱体。

所述防倾覆套筒1的内径(对角线)略大于分隔板2的直径(对角线)并小于基座4的直径(对角线)。

当分隔板2上放置有集料颗粒时，支撑杆3的高度略大于集料颗粒的最大高度。

同层分隔板2之间的支撑杆3的高度相同。

所述防倾覆套筒1、分隔板2、支撑杆3、基座4为轻质材料，其密度与用于CT扫描的集料密度的差异较大，可为木材、泡沫、塑料或亚克力材质，不能为金属材料。

一种三维建模方法，通过所述集料颗粒CT扫描装样装置实现：