[發(fā)明專利]一種測(cè)量粒子粒徑的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710036728.X
• 申請(qǐng)日: 2007-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN101231161A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳志軍;田志松;黃成杰;李理光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/10
• 分類號(hào): G01B11/10;G06T7/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 吳林松

1.一種測(cè)量粒子粒徑的方法，其特征在于：使用用于灰度統(tǒng)計(jì)判別查詢的粒子圖像速度場(chǎng)儀成像系統(tǒng)拍攝流場(chǎng)粒子圖像，并利用粒子圖像灰度差異測(cè)量粒徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量粒子粒徑的方法，其特征在于：利用用于灰度統(tǒng)計(jì)判別查詢的粒子圖像速度場(chǎng)儀成像系統(tǒng)獲得流場(chǎng)經(jīng)兩次曝光形成的具有灰度差異的粒子圖像，經(jīng)圖像處理技術(shù)預(yù)處理后，實(shí)現(xiàn)同一粒子兩次曝光對(duì)應(yīng)兩粒子像點(diǎn)的配對(duì)，由兩粒子像點(diǎn)的灰度總和經(jīng)粒徑求解公式得到粒子粒徑大小，從而獲得整個(gè)流場(chǎng)的粒子粒徑信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量粒子粒徑的方法，其特征在于：包括：

(1)設(shè)定半導(dǎo)體泵浦連續(xù)激光器發(fā)射的激光的波長(zhǎng)λ、所用相機(jī)鏡頭前加裝的孔板的正方形小孔的邊長(zhǎng)b′、相機(jī)鏡頭至激光光路的垂直距離d₁、激光光路與相機(jī)鏡頭軸線夾角θ₀、激光片光脈沖寬度即相機(jī)兩次曝光時(shí)間t₁和t₂；相機(jī)快門開啟的持續(xù)時(shí)間T以及決定激光片光脈沖光強(qiáng)I的激光器輸出功率P；并將各個(gè)參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)；

(2)使用用于灰度統(tǒng)計(jì)判別查詢的粒子圖像速度場(chǎng)儀成像系統(tǒng)先后發(fā)射兩束具有相同光強(qiáng)不同脈寬的激光片光脈沖照明待測(cè)流場(chǎng)，相機(jī)伴隨激光脈沖進(jìn)行兩次曝光，獲得一幅具有灰度差異的雙曝光粒子圖像，輸入計(jì)算機(jī)；

(3)針對(duì)不同流場(chǎng)特性采用合適的平滑和去噪等數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)粒子圖像作預(yù)處理，去除圖像中的背景和其它噪聲影響，改善圖像質(zhì)量；

(4)對(duì)粒子圖像作邊緣檢測(cè)，區(qū)分出圖像上的各個(gè)不同粒子像點(diǎn)，同時(shí)獲得粒子像點(diǎn)的位置信息x和y和面積大小S；再結(jié)合預(yù)處理后粒子圖像獲得各個(gè)粒子像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的灰度總和信息G；

(5)將粒子圖像劃分成一定大小的查詢小區(qū)域，以相同大小、相同灰度的粒子像點(diǎn)替換小區(qū)域內(nèi)原有各粒子像點(diǎn)，對(duì)替換后的小區(qū)域作二維快速傅立葉變換，由變換獲得的自相關(guān)峰值計(jì)算區(qū)域相對(duì)位移，結(jié)合小區(qū)域內(nèi)各粒子兩次曝光粒子像點(diǎn)灰度總和的比值與激光片光脈沖寬度比值的內(nèi)在聯(lián)系等條件實(shí)現(xiàn)同一粒子兩次曝光對(duì)應(yīng)不同灰度粒子像點(diǎn)的配對(duì)；

(6)通過前述獲得的粒子圖像速度場(chǎng)儀成像系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，利用公式(a)，求得粒徑求解系數(shù)k，根據(jù)粒子圖像上各粒子成對(duì)兩粒子像點(diǎn)的不同灰度信息利用基于灰度差異判別的粒度求解公式(b)即可獲得各個(gè)粒子的粒徑信息；

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