[發明專利]基于干涉聚焦像的透明橢球粒子轉向判別方法

有效

• 申請號: 201810464419.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108801864B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張紅霞;孫金露;王曉磊;賈大功;劉鐵根;張以謨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種基于干涉聚焦像的透明橢球粒子轉向判別方法，步驟(1)、利用干涉粒子成像系統，獲取透明橢球粒子的干涉聚焦像；步驟(2)、標出干涉聚焦像亮點分布方向；步驟(3)、作沿著干涉聚焦像亮點分布方向的垂軸對稱線，干涉聚焦像亮點分布方向的垂軸對稱線方向為獲取到的透明橢球粒子轉向。本發明直接通過粒子干涉聚焦像實現粒子轉向的判別，為光學系統中透明橢球粒子的檢測提供基礎，為復雜粒子場測量提供技術支持。

技術領域

本發明涉及光學系統中透明橢球粒子的測量技術領域，特別是涉及一種透明橢球粒子轉向判別方法。

背景技術

隨著科學技術的日益進步和發展，人們逐漸認識到微小粒子在降低能源消耗、減少污染、優化工藝過程等方面的重要性。利用干涉粒子成像技術實現粒子相關性質的研究具有精度高、測量范圍廣、非接觸等優點。利用干涉粒子成像技術實現球形粒子的測量已相對成熟。中國專利CN106092859A提出了《一種基于激光干涉成像和同軸全息的粒子形狀判別方法》，該專利能夠實現球形粒子與非球形粒子形狀的準確測量。

大氣中的懸浮粒子、雨滴、冰晶以及人體細胞等粒子的散射時，粒子形狀接近橢球，而透明橢球粒子的轉向變化對其散射光分布有明顯的影響，因此利用光學測量方法實現透明橢球粒子的轉向判別具有重要意義。

目前，現有技術中還沒有利用干涉聚焦像實現透明橢球粒子轉向判別的實例。

發明內容

在上述現有技術的基礎上，本發明提出了一種基于干涉聚焦像的透明橢球粒子轉向判別方法，通過透明橢球粒子的干涉聚焦像分布實現了粒子在平面內的轉向的判別。

本發明的一種基于干涉聚焦像的透明橢球粒子轉向判別方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、利用干涉粒子成像系統，獲取透明橢球粒子的干涉聚焦像；

步驟2、標出干涉聚焦像亮點分布方向，橢圓長軸方向為該干涉聚焦像亮點分布方向；

步驟3、作沿著干涉聚焦像亮點分布方向的垂軸對稱線，干涉聚焦像亮點分布方向的垂軸對稱線方向為獲取到的透明橢球粒子轉向；

本發明直接通過粒子干涉聚焦像實現粒子轉向的判別，為光學系統中透明橢球粒子的檢測提供基礎，為復雜粒子場測量提供技術支持。

附圖標記

圖1是本發明的一種基于干涉聚焦像的透明橢球粒子轉向判別方法流程圖；

圖2是本發明所基于的干涉粒子成像系統結構示意圖，1、激光器，2、顯微物鏡，3、空間濾波，4、準直透鏡，5、第一柱面透鏡，6、第二柱面透鏡，7、載玻片，8、旋轉臺，9、成像透鏡，10、CCD；

圖3是透明橢球粒子干涉聚焦像示意圖：(a)-(d)是不同偏轉角下透明橢球粒子的干涉聚焦像；(e)-(f)是干涉聚焦像放大與透明橢球粒子轉向判斷圖像。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步的詳細描述。

實施例1：干涉粒子成像系統

本發明采用的干涉粒子成像系統如圖2所示，激光器1出射光波長為532nm，最大輸出功率為6W，激光束經過顯微物鏡2擴束、空間濾波器3濾波、準直透鏡4準直后經第一柱面透鏡5和第二柱面透鏡6被壓縮為1mm片狀激光束，收集粒子散射光的成像透鏡9為尼康50mmf/1.4D定焦鏡頭，接收器件10是像元尺寸6.45μm有效像元數1384×1036的CCD，系統散射角θ為90°，系統放大倍率為1.67，物距為79.88mm，像距為133.68mm，待測粒子為采用粒徑80μm的聚苯乙烯球形粒子拉伸得到的透明橢球粒子，透明橢球粒子長短軸比范圍為1.5到2.5。