[發明專利]一種測量單泡聲致發光中氣泡形狀的方法及裝置

有效

• 申請號: 202210031796.1
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114295074B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 于揚新;丁軒;蘇仁杰;賴奇
• 申請（專利權）人: 重慶醫科大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/08
• 代理公司: 重慶渝之知識產權代理有限公司 50249
• 代理人: 鄭小龍

1.一種測量單泡聲致發光中氣泡形狀的方法，其特征在于，包括以下步驟：

向裝滿溶液介質且存在駐波場的目標容器注入氣泡，并利用激光光源照射所述氣泡；

利用至少兩個光電倍增管檢測所述激光光源穿過所述氣泡后的散射光強；其中，所述至少兩個光電倍增管在檢測散射光強時，對應檢測位置與所述激光光源的出射光方向存在不同角度；

根據每個光電倍增管檢測到的散射光強，確定出所述氣泡在所述目標容器內的形狀；

獲取所述激光光源照射所述氣泡時的入射光強，并將穿過鍍膜平面玻璃的激光光源作為照射所述氣泡的入射光源；其中，所述鍍膜平面玻璃位于所述激光光源與所述目標容器之間，且所述鍍膜平面玻璃與所述激光光源的出射光方向存在傾斜角度；

若所述入射光源的偏振方向為垂直偏振，則根據所述入射光強和每個光電倍增管檢測到的散射光強，計算每個光電倍增管所對應的氣泡半徑的過程包括：

獲取散射光強計算式，有：其中，I_i為入射光強，I_s為散射光強；l為光電倍增管的檢測位置與氣泡中心的距離；k為波數，λ為入射光源的波長；S₁為垂直偏振方向上的振幅函數，且其中，a_n和b_n為Mie系數，π_n和τ_n為角分布函數，且，

式中，為一階連帶勒讓德函數；θ為所述光電倍增管的散射角；m＝m₁/m₂，m₁為氣泡內部的折射率，m₂為氣泡外部介質折射率；j_n(mx)為第一類貝塞爾函數；為第二類漢克爾函數；R為待計算的氣泡半徑；

若所述入射光源的偏振方向為水平偏振，則根據所述入射光強和每個光電倍增管檢測到的散射光強，計算每個光電倍增管所對應的氣泡半徑的過程包括：

獲取散射光強計算式，有：其中，I_i為入射光強，I_s為散射光強；l為光電倍增管的檢測位置與氣泡中心的距離；k為波數，λ為入射光源的波長；S₂為水平偏振方向上的振幅函數，且其中，a_n和b_n為Mie系數，π_n和τ_n為角分布函數，且，

式中，為一階連帶勒讓德函數；θ為所述光電倍增管的散射角；m＝m₁/m₂，m₁為氣泡內部的折射率，m₂為氣泡外部介質折射率；j_n(mx)為第一類貝塞爾函數；為第二類漢克爾函數；R為待計算的氣泡半徑。

2.根據權利要求1所述的測量單泡聲致發光中氣泡形狀的方法，其特征在于，根據每個光電倍增管檢測到的散射光強，確定出所述氣泡在所述目標容器內的形狀的過程包括：

獲取所述激光光源照射所述氣泡時的入射光強，并根據所述入射光強和每個光電倍增管檢測到的散射光強計算每個光電倍增管所對應的氣泡半徑；

判斷所有光電倍增管所對應的氣泡半徑是否相同；

若相同，則判定所述氣泡在所述目標容器內的形狀為球形；若不相同，則判定所述氣泡在所述目標容器內的形狀為非球形。

3.根據權利要求2所述的測量單泡聲致發光中氣泡形狀的方法，其特征在于，獲取所述激光光源照射所述氣泡時的光強的過程包括：

將穿過鍍膜平面玻璃的激光光源作為照射所述氣泡的入射光源；其中，所述鍍膜平面玻璃位于所述激光光源與所述目標容器之間，且所述鍍膜平面玻璃與所述激光光源的出射光方向存在傾斜角度；

檢測所述激光光源經過所述鍍膜平面玻璃反射后再穿過預設衰減片后的光強，記為反射光強；

將所述反射光強轉換為電壓值，記為參考電壓值；

根據所述參考電壓值、所述鍍膜平面玻璃的透射率、所述鍍膜平面玻璃的反射率和所述預設衰減片的衰減系數計算出對應的電壓值，并將計算出的電壓值作為所述入射光源的入射光強。