[發明專利]水體中微納米氣泡觀測系統及方法

有效

• 申請號: 201310048458.X
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103175760A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李恒震;胡黎明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01P3/38
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，包括以下部分：

模型箱，所述模型箱具有注水口，可注入并盛放富含微納米氣泡的水體，且模型箱各面使用不同的材質和顏色，最大限度的提高水體中微納米氣泡的成像清晰度；

激光器，所述激光器位于所述模型箱的頂部，用于提供觀測時需要的片光源；

相機和鏡頭，所述相機和鏡頭位于所述模型箱的一側，用于觀測水體中微納米氣泡；

圖片采集及處理模塊，所述圖片采集及處理模塊與所述相機相連，進行圖片的采集和處理。

2.如權利要求1所述的水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，還包括：

激光器支架，所述激光器支架用于固定支撐所述激光器；以及

三維可調節支架，所述三維可調節支架用于固定支撐和移動所述相機和鏡頭。

3.如權利要求1所述的水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，所述模型箱為長方體，定義接近所述相機和鏡頭的為觀測面，其他面分別定義為背景面、左側壁、右側壁、底面，其中所述觀測面使用超白玻璃，其它面使用有機玻璃，所述背景面涂抹成黑色，而所述左側壁、右側壁及底面涂抹成白色。

4.如權利要求1所述的水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，所述激光器還包括：激光鏡片，所述激光鏡片將所述激光器發出的光線校正為片狀，并且，所述激光器的激光線寬小于所述相機的景深。

5.如權利要求1所述的水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，所述相機為高感光度的CCD相機，所述相機成像的照度大于等于0.00002Lux；鏡頭為工業縮放鏡頭，能夠對直徑為900納米至60微米之間的氣泡成像。

6.如權利要求1所述的水體中微納米氣泡觀測系統，其特征在于，所述圖片采集及處理模塊采用軟件，通過對氣泡圖像的像素大小及灰度值進行分析，確定圖像內氣泡的粒徑。通過連續拍攝的多張圖像，計算圖像中不同氣泡的運動速度。

7.一種水體中微納米氣泡觀測方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任一項所述的水體中微納米氣泡觀測系統，包括以下步驟：

S1.在所述模型箱中注入富含微納米氣泡的水體；

S2.采用所述激光器為所述水體照明，采用所述相機和鏡頭觀測所述水體中的微納米氣泡；以及

S3.圖片采集及處理模塊控制相機和鏡頭采集圖像并進行分析處理，得到微納米氣泡的粒徑分布和運動軌跡。