[發明專利]一種煙霧顆粒密度實時檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201810187458.0
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108519311B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳艷;俞小進;曾德祥
• 申請（專利權）人: 廣州博冠光電科技股份有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種煙霧顆粒密度實時檢測裝置，其特征在于，包括激光光源、氣流腔、圖像傳感器、計算機、氣流腔輸入及清潔裝置；

所述的氣流腔輸入及清潔裝置的氣體輸出口連接氣流腔的入口，激光光源透過氣流腔照射其中的煙霧顆粒，圖像傳感器采集氣流腔的煙霧顆粒圖像，圖像傳感器的輸出端連接計算機的輸入端，將多次采集的煙霧顆粒圖像發送至計算機中；

所述的計算機通過數字重構法反演重建煙霧顆粒截面圖像，將相鄰采集的兩幅煙霧顆粒截面圖像做差分相減獲取煙霧顆粒的沉降速度，進而根據煙霧顆粒受力關系獲得煙霧顆粒密度；具體如下：

通過數字重構法反演重建煙霧顆粒截面圖像；

根據顆粒的光相對于通過周圍環境介質的光在相位上的相位差，去除水珠對煙霧顆粒的影響；

將相鄰采集的兩幅煙霧顆粒截面圖像做差分相減獲取煙霧顆粒的沉降速度；

根據煙霧顆粒受力關系獲得煙霧顆粒密度；

在所述的根據顆粒的光相對于通過周圍環境介質的光在相位上的相位差，去除水珠對煙霧顆粒的影響，具體為：

顆粒的光相對于通過周圍環境介質的光在相位上的相位差為負值時，顆粒為煙霧顆粒；

顆粒的光相對于通過周圍環境介質的光在相位上的相位差為正值時，顆粒為水滴。

2.根據權利要求1所述的煙霧顆粒密度實時檢測裝置，其特征在于，所述的氣流腔輸入及清潔裝置，包括開關閥、丙酮存儲腔、氮氣存儲腔、待測煙霧存儲腔，所述的丙酮存儲腔輸出口、氮氣存儲腔輸出口和待測煙霧存儲腔輸出口均連接開關閥，通過泵將氣體送入氣流腔中。

3.根據權利要求1所述的煙霧顆粒密度實時檢測裝置，其特征在于，所述的圖像傳感器采集氣流腔的煙霧顆粒圖像，具體為：圖像傳感器采集氣流腔中煙霧顆粒散射光與未發生散射的參考光相干疊加所形成的全息圖。

4.根據權利要求1所述的煙霧顆粒密度實時檢測裝置，其特征在于，所述的數字重構法，具體為：傅里葉變換法。

5.采用權利要求1所述的煙霧顆粒密度實時檢測裝置進行的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

打開開關閥使煙霧進入氣流腔，待煙霧穩定，關閉開關閥；

啟動激光光源，激光球面波照射待測煙霧顆粒，煙霧顆粒散射光與未發生散射的參考光相干疊加形成全息圖；

圖像傳感器采集全息圖并發送至計算機中獲得煙霧顆粒密度，具體如下：

通過數字重構法反演重建煙霧顆粒截面圖像；

根據顆粒的光相對于通過周圍環境介質的光在相位上的相位差，去除水珠對煙霧顆粒的影響；

將相鄰采集的兩幅煙霧顆粒截面圖像做差分相減獲取煙霧顆粒的沉降速度；

根據煙霧顆粒受力關系獲得煙霧顆粒密度。

6.根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于，所述的受力關系，具體為：煙霧顆粒受引力、浮力和阻力作用。