[發明專利]霧化粒徑測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010108190.4
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111402319B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 喜冠南;彭超華;倪培永;劉忠飛;范宇航;羅力;朱錢龍
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06T7/12;G06T5/00
• 代理公司: 北京商專潤文專利代理事務所(普通合伙) 11317
• 代理人: 韓豐年

本發明提出一種霧化粒徑測量方法及系統，其中方法包括如下步驟：建立數據庫，存儲實驗圖像和背景圖像；刪除實驗圖像中的原始背景，獲取液滴霧化圖像；對液滴霧化圖像進行灰度化處理；中值濾波，圖像二值化；進行填補，獲得圖形填補閉合圖像，并進行圖形標定；對標定的圖形進行篩選，獲取理想液滴模型；進行理想液滴模型的直徑計算得到液滴的直徑。其中系統中包括終端設備、霧化裝置、高速相機、以及鹵素燈。本發明所述的霧化粒徑測量方法及系統還具有步驟合理、提高了計算出的液滴的直徑的準確性的優點。

技術領域

本發明涉及霧化粒徑測量實驗方面，特別涉及一種霧化粒徑測量方法及系統。

背景技術

霧化液滴的直徑是評價旋轉圓盤霧化器性能最直接的指標，不少學者對此做了相應的研究。

目前應用的主要有激光干涉層析技術、LDA法、激光衍射法等方法進行粒徑測量，從而獲得較高的測量精度，但是這些方法的造價很高。激光全息術測量霧場粒子分布，其測量精度高，最受人們的灌注和信賴，但是隨著研究的滲入，其局限性也逐漸現象出來，其中準確的測量粒徑就是困擾全系技術的難題之一。而目前采用數字圖像處理對霧化粒度測量的過程中通過灰度化、反色、二值化、數字形態學處理、液滴統計5個步驟來處理，這種方法能夠給出力度分析所需的參數和單個液滴的形態參數以及統計參數，但是沒有對液滴進行篩選，無法準確的獲得液滴的直徑。

發明內容

本發明的目的提供一種霧化粒徑測量方法及系統，解決上述現有的沒有對液滴進行篩選，無法準確的獲得液滴的直徑的技術問題。

本發明提出一種霧化粒徑測量方法，包括如下步驟：

在服務器中建立數據庫，存儲實驗圖像和背景圖像；

讀取背景圖像和實驗圖像，刪除實驗圖像中的原始背景，獲取液滴霧化圖像；

對液滴霧化圖像進行灰度化處理；

中值濾波，圖像二值化，獲得霧化區域的二值化圖像；

對二值化圖像進行填補，獲得圖形填補閉合圖像，并進行圖形標定；

對標定的圖形進行篩選，獲取理想液滴模型；

進行理想液滴模型的直徑計算得到液滴的直徑。

在某些實施方案中，所述圖形標定的方法如下：采用八領域連接原則在圖形填補閉合圖像上尋找閉合的圖形邊界，并通過不同的顏色對閉合圖形進行標定，獲得標定圖形。

在某些實施方案中，所述數據庫中還存儲有閾值，對標定的圖形進行篩選的方法如下:

獲取標定圖形的面積A和周長P；

計算標定圖形的圓度，根據圓度的計算公式m＝4π*A/P²，得到圓度m，

讀取閾值，并將m與閾值進行對比，

當m大于等于閾值時，m對應的圖像為理想液滴模型。

在某些實施方案中，所述閾值的取值范圍為0.65-0.75。

在某些實施方案中，所述標定圖形的面積A為標定圖形的各個區域的像素總個數。

在某些實施方案中，所述標定圖形的周長P為充分包裹圖形的最長距離，具體計算圖形周長的方法如下：

首先獲取標定圖形的邊界坐標，

對連續的兩個坐標采用兩點間距離公式

隨后對標定圖形中所有的d進行求和，所求結果即為該標定圖形的周長P。

在某些實施方案中，所述理想液滴模型的直徑計算的方法如下: