利用断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统及其方法，更详细地，利用计算机断层摄影装置，对标准试样和测定试样一同进行断层摄影后，参照在标准试样截面图像中所利用的计数范围和孔隙的灰度级范围，来计算测定试样的截面图像的计数范围内的像素数和与孔隙的灰度级范围相应的像素数，从而对测定试样的孔隙率进行准确测定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统及其方法，更详细地，利用计算机断层摄影装置，对标准试样和测定试样一同进行断层摄影后，参照在标准试样截面图像中所利用的计数范围和孔隙的灰度级范围，来计算测定试样的截面图像的计数范围内的像素数和与孔隙的灰度级范围相应的像素数，从而对测定试样的孔隙率进行准确测定。
技术介绍
如图1所示,计算机断层摄影装置(Computer Tomography,以下称作CT)所采用的方式是，CT束发送部10所发送的CT束经过对象物，利用探测器20检测到的信号，对对象物进行三维复原后，将此向使用人员输出。采用上述方式的情况下，能够将经过三维复原的对象物以任何方向任意进行切害I]，从而确认其切割面的·平面图像。这种CT广泛利用于医疗用，从而广泛利用于诊断人体的内部结构，进而，在产业领域观察生产品的内部结构、内部的槽或内部龟裂等不良部位方面，其利用性也处于逐渐增加的趋势。尤其，最近在地质资源领域也开始导入CT，其主要目的之一就是观察从地层取得的地层试样的内部特性。地层龟裂而产生的缝隙或构成地层的粒子和粒子之间的间隙被称为孔隙。通过地层内的这种孔隙，石油、燃气、地下水等有用物质能够畅通地流动，因此，通过分析从地层取得的试样，对地层内孔隙的量进行定量了解是非常重要的。地层内孔隙的量主要由一种被称为孔隙率的母数来表现，而这由以下公式表示。孔隙率(％)=试样的孔隙量/试样总体积*100 (式子)一直以来，作为由地层试样测定孔隙的方法，利用的是浸水法、气相法及水银法等，而此类方法是向试样孔隙灌满或排出水、气体及水银等来测定其需求量的方法。此类方法由于需要水、氦气、水银等附属材料，需要利用适当的设备，且测定单位试样时需要相当多的时间，因此，提出了开发出能够节约时间和经费的既方便快捷又准确的孔隙率测定方法的必要性。一直以来不断尝试使用CT对某个特定物质的内部结构进行观察，最近，还尝试过对地层试样内的特异物质进行识别并对其体积进行定量化。S卩，虽然不断尝试着利用CT对地层试样进行分析以简便地测定孔隙率，但目前仍未能提出可靠性高的孔隙率测定方法。若要利用CT分析方法测定孔隙率，就应留意从CT影像的截面图像解读的数值是可变值。即使是在同一地层采取具有同一属性的地质资源试样，并在相同的CT束收发条件下进行断层摄影，只有试样的大小不同，各个截面影像中的表示试样的孔隙的灰度级值也相互不同。并且，由地质资源试样所代表的地层的内部的孔隙大多被地下水、石油、燃气等填充，而根据由何种物质填充孔隙，CT截面影像中的表示孔隙的灰度级值相互不同。结果，这种现实要求提出本专利技术所追求的系统，S卩，利用CT对标准试样和所要测定的试样(以下，定义为“测定试样”)一同进行摄影，利用从标准试样截面影像解读的数值，更为准确地导出测定试样的孔隙率。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术是为了解决上述的现有问题而提出的，本专利技术的目的在于，将计算机断层摄影技术同时适用于标准试样和测定试样，来测定可靠性高的测定试样的孔隙率。附加说明的话，本专利技术首先在试样的断层摄影影像的一个截面，对构成试样的粒子和粒子之间的间隙或由于内部龟裂而产生的间隙的面积，利用计算机运算方式的方便性，对其量进行有效的计算，并继续对相邻接的影像截面适用相同的运算方式，最终求得存在于试样的规定体积内·的孔隙率。并且，利用从标准试样的影像截面解读的数值资料，大幅提高测定试样的孔隙率测定值的准确度和精密度。解决问题的手段为了达成本专利技术所要解决的问题，本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统包括:本体700，在其上设置CT束发送部100、探测器200及试样旋转单元310 ；CT束发送部100，其设置于第一支撑部件710，用于发送CT束，上述第一支撑部件710设置于上述本体的一侧；探测器200，其设置于第二支撑部件720，取得通过CT束发送部发送的CT束，上述第二支撑部件720设置于上述本体的另一侧；试样旋转单元310，其设置于上述CT束发送部和探测器之间，用于使标准试样及测定试样旋转；试样旋转马达420，其设在上述本体，以使试样旋转单元旋转的方式工作；中央控制单元500，其向试样旋转马达传输工作信号，向CT束发送部发送CT束发送信号，取得通过上述探测器分析的标准试样及测定试样的多个截面图像，从标准试样的截面图像取得计数范围和孔隙的灰度级范围后，参照截面图像的计数范围和相应孔隙的灰度级范围，计算测定试样的截面图像的计数范围内的像素数和与孔隙的灰度级范围相应的像素数，来计算测定试样的孔隙率。专利技术的效果通过本专利技术利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统及其方法，取得标准试样和测定试样的多个截面图像后，从标准试样的截面图像取得解读为孔隙部分的灰度级范围，之后将相应范围适用于测定试样，来获得可靠性高地对测定试样的孔隙率进行测定的效果。根据本专利技术所采取的孔隙率测定方法，如果截面图像之间的间隙无限狭窄，理论上能够求得非常准确的孔隙率，因此，在通过其他可靠性高的方法求得孔隙率测定值的情况下，能够期待两个孔隙率值在误差范围内形成一致。尤其，本专利技术所提示的系统及方法与现有的测定孔隙率的浸水气相法及水银法等相比，只需要计算机断层摄影和孔隙率运算所需的非常短的时间，而且与现有方法相比，能够期待相同或更高的可靠性的孔隙率，因此，能够提供对处理大量的试样方面非常有利的更好的效果。附图说明图1是表示现有计算机断层摄影装置例的例示图。图2是简单表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的本体的结构图。图3是表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的本体的剖视图。图4是简单表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的试样托架和收容部的例示图。图5是表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的在拍摄标准试样和测定试样而得到的影像的垂直截面图像及水平截面图像上设定用于计算孔隙的计数范围例子的例示图。图6是表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的对拍摄标准试样和测定试样而得到的影像的截面图像的特定部位进行指定的情况下取得相应地点的灰度级的例子的例示图。图7是表示利用本专利技术的一实施例的计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的从标准试样的截面影像取得表示孔隙的灰度级范围后为了将灰度级范围利用于测定试样的孔隙的测定而在运算过程中输入范围的例示图。图8是通过利用本专利技术的一实施例的计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的计数范围取得部、孔隙灰度级范围取得部在截面图像上识别与孔隙相应的部分并对相应部分进行着色的例示图。图9是表示利用本专利技术的一实施例的计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的将在某一个截面图像识别孔隙的方式同样适用于相邻接的截面图像来计算各个截面图像上的与孔隙相应的像素数来计算孔隙率的过程的例示图。图10是本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的控制框图。图11是表示本专利技术的一实施例的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定方法的流程图。图12是表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.13 KR 10-2011-00343991.一种利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于，包括: 本体(700 )，在其上设置CT束发送部(100 )、探测器(200 )及试样旋转单元(310); CT束发送部(100),其设置于第一支撑部件(710),用于发送CT束,上述第一支撑部件(710)设置于上述本体的一侧； 探测器(200)，其设置于第二支撑部件(720)，取得通过CT束发送部发送的CT束，上述第二支撑部件(720)设置于上述本体的另一侧； 试样旋转单元(310)，其设置于上述CT束发送部和探测器之间，用于使标准试样及测定试样旋转； 试样旋转马达(420)，其设在上述本体，以使试样旋转单元旋转的方式工作； 中央控制单元(500)，其向试样旋转马达传输工作信号，向CT束发送部发送CT束发送信号，取得通过上述探测器分析的标准试样及测定试样的多个截面图像，从标准试样的截面图像取得计数范围和孔隙的灰度级范围后，参照截面图像的计数范围和相应孔隙的灰度级范围，计算测定试样的截面图像的计数范围内的像素数和与孔隙的灰度级范围相应的像素数，来计算测定试样的孔隙率。2.一种利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，包括: 本体(700)，在其上设置CT束发送部(100)及探测器(200)， CT束发送部(100),其设置于第一支撑部件(710),用于发送CT束,上述第一支撑部件(710)设置于上述本体的一侧， 探测器(200)，其设置于第二支撑部件(720)，取得通过CT束发送部发送的CT束，上述第二支撑部件(720)设置于上述本体的另一侧； 利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统的特征在于，包括: 试样旋转单元(310)，其设置于本体内的CT束发送部和探测器之间，用于使标准试样及测定试样旋转， 试样旋转马达(420)，其设在上述本体，以使试样旋转单元旋转的方式工作， 中央控制单元(500)，其向试样旋转马达传输工作信号，向CT束发送部发送CT束发送信号，取得通过上述探测器分析后的标准试样及测定试样的多个截面图像，从标准试样的截面图像取得计数范围和孔隙的灰度级范围后，参照截面图像的计数范围和相应孔隙的灰度级范围，计算测定试样的截面图像的计数范围内的像素数和与孔隙的灰度级范围相应的像素数，来计算测定试样的孔隙率。3.根据权利要求1或2所述的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于，上述试样旋转单元(310)的上侧设有试样托架(320)，上述试样托架(320)与收容部(330 )相结合，上述收容部(330 )形成有内部空间，以收容标准试样(300a)和测定试样(300b)。4.根据权利要求1或2所述的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于， 上述试样旋转单元(310 )的上侧设有试样托架(320 )，在该试样托架(320 )结合有收容部(330)， 上述收容部(330)包括:下部试样室(331)，其形成于上述收容部(330)的下部，用于收容标准试样(300a)和测定试样(300b)中的某一个， 上部试样室(332)，其形成于上述收容部(330)的上部，用于收容标准试样(300a)和测定试样(300b)中的未收容于上述下部试样室的另一个， 隔膜(330a)，其形成于上述下部试样室和上部试样室之间，用于分离上部和下部。5.根据权利要求3或4所述的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于，上述收容部中，收容标准试样的空间的内径比收容测定试样的空间的内径宽。6.根据权利要求1或2所述的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于，上述中央控制单元(500)包括: 工作信号发送部(510)，其向试样旋转马达传输工作信号，并向CT束发送部发送CT束发送信号； 图像取得部(520)，其取得通过探测器(200)分析的标准试样及测定试样的多个截面图像； 图像存储部(530 )，其对通过上述图像取得部取得的截面图像进行存储； 计数范围取得部(540)，其取得计数范围，以测定标准试样及测定试样的孔隙； 孔隙灰度级范围取得部(550)，其用于取得标准试样及测定试样的截面图像内的特定部分的孔隙灰度级范围； 孔隙像素数计数部(560)，其接收通过上述计数范围取得部(540)取得的计数范围和通过孔隙灰度级范围取得部(550)取得的孔隙灰度级范围，对标准试样及测定试样的截面图像的计数范围内的与孔隙灰度级范围相应的像素数进行计数； 孔隙率计算部(570)，其参照通过上述孔隙像素数计算部(560)计数的与孔隙灰度级范围相应的像素数和计数范围内的像素数，来计算孔隙率； 测定试样进行处理部(580)，其接收为了由通过上述图像取得部取得的标准试样的截面图像计算孔隙率而通过计数范围取得部取得的计数范围和通过孔隙灰度级范围取得部取得的孔隙灰度级范围，再向计数范围取得部和孔隙灰度级范围取得部发送所取得的计数范围和孔隙灰度级范围，以便由测定试样的截面图像计算孔隙率，并向孔隙像素数计数部发送计数信号使其对像素数进行计数，再向孔隙计算部发送计数后的像素数使其计算孔隙率； 中央控制部(590 )，其对上述各个结构要素之间的信号的流动进行控制。7.根据权利要求1或2所述的利用计算机断层摄影装置和标准试样的试样孔隙测定系统，其特征在于，上述中央控制单元(500)包括: 工作信号发送部(510)，其向试样旋转马达传输工作信号，并向CT束发送部发送CT束发送信号； 图像取得部(520)，其取得通过探测器(200)分析的标准试样及测定试样的多个截面图像； 图像存储部(530)，其对通过上述图像取得部取得的多个截面图像进行存储； 计数范围取得部(540)，其取得计数范围，以测定标准试样及测定试样的孔隙； 孔隙灰度级范围取得部(550)，其用于取得标准试样及测定试样的截面图像内的特定部分的孔隙灰度级范围； 孔隙像素数计数部(560)，其接收通过上述计数范围取...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈在华，金俊澔，金民俊，
申请(专利权)人：韩国地质资源研究院，
类型：
国别省市：