[發明專利]液滴蒸發速率的測量系統及其測量方法

無效

• 申請號: 200910084290.1
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101887066A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 于強;蔡世界
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G01P3/38
• 分類號: G01P3/38
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

1.一種液滴蒸發速率的測量系統，其特征在于，該系統可實時計算出某一時刻液滴的蒸發速率，包括：圖像采集模塊、圖像處理模塊和蒸發速率計算模塊；

所述的圖像采集模塊包括：CCD攝像頭，用于對液滴監控攝像，并將捕捉到的PAL制式模擬視頻流傳送到圖像采集卡；所述的圖像采集卡用于對PAL制式模擬視頻流進行解碼、同步分離之后，將分離得到的數字液滴圖像信號傳送至圖像處理模塊；

所述的圖像處理模塊，用于對每隔Δt時間間隔的單幀圖像的數字液滴圖像信號進行分析處理，得到t時刻液滴圖像的輪廓線，并傳送至蒸發速率計算模塊；

所述的蒸發速率計算模塊，用于根據從圖像處理模塊獲得液滴輪廓線計算出t時刻液滴的表面積和體積，并再根據經過Δt時間之后液滴表面積和體積的變化，最終由時間間隔計算得到液滴單位面積單位時間內的蒸發速率。

2.根據權利要求1所述的液滴蒸發速率的測量系統，其特征在于，所述的圖像處理模塊采用輪廓擬合得到t時刻液滴輪廓，得到以象素為單位的液滴高度H和每一行的象素個數，即橫截面直徑D_i，i＝1，2...N，N是行數；根據數值積分的方法，

疊加圓臺的側面積C_i得到液滴的表面積S：

S=Σi=1NCi=πliΣi=1N(ri+ri+1)=12πliΣi=1N(Di+Di+1)---(5)]]>

其中，r_i是第i行圓臺的半徑，ΔH是一個象素的高度，ΔH＝1，π是圓周率；

疊加橫截面積A_i得到液滴的體積V：

V=Σi=1HAi=π4Σi=1HDi2ΔH---(6)]]>

由公式(5)和(6)計算得到t時刻液滴的表面積S₁和體積V₁，最后，經過Δt時間，再次采集液滴的圖像，再次計算液滴的表面積S₂和體積V₂，從而根據下式得到液滴在這段時間內的平均蒸發速率：

υ=ΔVρΔtSmean=(V1-V2)ρΔt(S1+S2)/2---(7)]]>

其中，S_mean是Δt內的平均表面積，S_mean＝(S₁+S₂)/2；ΔV是時間Δt內體積的變化量，ΔV＝V₁-V₂；ρ是液滴密度。