[實用新型]一種液膜厚度測量裝置

有效

• 申請號: 201721689926.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN207610670U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 周亞素;王樹信;彭泰銘;葉濤;霍偉業;劉陽荷;龍姝豪;賈改艷
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;錢文斌

本實用新型涉及一種液膜厚度測量裝置，包括光學照明系統、圖像采集系統和圖像處理系統，所述光學照明系統用于照射被采集對象；所述圖像采集系統用于獲取被采集對象被光學照明系統照射后的光信號，并將其轉換為電信號；所述圖像處理系統用于將被采集對象的電信號和標定參照物的電信號進行對比計算得到被采集對象的真實液膜厚度。本實用新型能夠縮短檢測時間。

技術領域

本實用新型涉及液膜厚度測量技術領域，特別是涉及一種液膜厚度測量裝置。

背景技術

水平降膜管管外的液膜厚度是影響水平降膜管流體流動特性和換熱性能的重要因素，液膜太薄換熱不夠充分，導致管外產生“干斑”，造成能源浪費；液膜太厚增加液體充注量，造成液滴飛濺，導致資源浪費。因此，精確測量管外各個周向角的液膜厚度，實時監測降膜過程的液膜形成、流動和蒸發，對于更好的揭示降膜過程的物理本質、更高效的傳熱傳質具有重要意義。近年來，隨著“節能減排”理念的不斷深入，使得具有蒸發高效、傳熱溫差小、液體充注量少、換熱系數大的水平降膜管換熱器廣泛應用于化工、核能、動力、制冷等領域。

目前測量液膜厚度的主要方法中，電容法和電導法屬于介入式測量，會干擾液膜流動特性，增加測量誤差，實際應用較少；光學法、聲波法和數字圖像處理法屬于非接觸式測量，其中光學法中的紅外熱像法受背景溫度影響較大，激光光譜法操作復雜、成本高，需要專業的光譜分析儀器，激光誘導熒光技術需要加入熒光素，對流體理化性質造成影響；聲波法通常只能測量某點液膜厚度，無法提供液膜厚度的二維分布信息；傳統的數字圖像處理法主要基于差影法，通過對采集的圖像進行人工處理來獲取流體液膜厚度信息，具有精度高的優勢，但是存在處理時間長、實時性低、自動化程度低、工作強度高、人為誤差大等問題，難以滿足日益增長的實際需求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種液膜厚度測量裝置，能夠縮短檢測時間。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種液膜厚度測量裝置，包括光學照明系統、圖像采集系統和圖像處理系統，所述光學照明系統用于照射被采集對象；所述圖像采集系統用于獲取被采集對象被光學照明系統照射后的光信號，并將其轉換為電信號；所述圖像處理系統用于將被采集對象的電信號和標定參照物的電信號進行對比計算得到被采集對象的真實液膜厚度。

所述光學照明系統的光源采用發光二極管條形光源，照明方式采用環形光源打光；所述光源的顏色通過波長進行調節，用于增強圖像對比度。

所述光學照明系統還包括防護罩，所述防護罩罩在所述被采集對象、光學照明系統和圖像采集系統外圍，用于減少環境光的變化對圖像采集質量的影響。

所述圖像采集系統包括鏡頭和圖像傳感器；所述鏡頭由多片透鏡和光圈組成，用于變換光束將需要精確測量尺寸的目標成像在所述圖像傳感器的光敏面；所述圖像傳感器將被采集對象的光信號轉換為電信號。

所述圖像采集系統還包括濾光片，所述濾光片放置在所述鏡頭前，用于過濾噪聲光源。

所述圖像采集系統還包括冷卻器，所述冷卻器用于對所述圖像傳感器進行冷卻以降低熱噪聲。

所述圖像處理系統包括圖像信號轉換器、圖像存儲器、圖像處理器和圖像輸出設備；所述圖像信號轉換器用于將被采集對象的電信號轉換為數字信號；所述圖像存儲器用于存儲所述數字信號；所述圖像處理器根據所述數字信號和標定參照物的數字信號計算出待測液膜的厚度；所述圖像輸出設備用于顯示所述圖像處理器的處理結果。

有益效果