[發明專利]一種測量氣泡大小的裝置和方法

有效

• 申請號: 202210088804.6
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114485436B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 于揚新;黃雄奕;丁軒;林玲
• 申請（專利權）人: 重慶醫科大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 盧超

1.一種測量氣泡大小的方法，其特征在于，包括以下步驟：

信號發生器提供電信號；

打開激光光源，使得透射光射向單泡瓶內部的氣泡；

設置第一光電倍增管與第二光電倍增管的增益系數相同；

打開第一光電倍增管接收反射光；

打開第二光電倍增管接收散射光；

用示波器采集所述反射光對應的電壓值及散射光的電壓值；

計算擬合得到氣泡散射光強與氣泡半徑大小的公式，I＝aR^b，a,b為常數，I為散射光強，R為氣泡半徑；

通過對示波器采集的實驗數據運用此擬合公式進行反演即可得到氣泡的R(t)曲線，即得到氣泡的半徑隨時間的變化曲線；

所述計算的計算步驟包括：

根據公式：

V_i＝V₀*c/d/e?(1)

得到入射光強所對應在示波器的幅值Vi，

其中V₀為反射光強的示波器幅值，c為平板玻璃的透射率，d為平板玻璃的反射率，e為衰減濾光片的衰減系數；

當所述入射光為垂直偏振方向，

散射光強的表達式：

其中S₁為垂直方向上的振幅函數，

經接受張角積分后的散射光強公式：

或當所述入射光為水平偏振方向，

散射光強的表達式：

S2為水平方向上的振幅函數，

經接受張角積分后的散射光強公式：

其中：I_s為散射光強，I_i為入射光強，l為第二光電倍增管距氣泡中心的距離，k為波數，k＝2*π/λ，λ為入射光波長；α為接受張角；λ為入射光波長；θ為所述第二光電倍增管對著所述氣泡的方向與所述透射光呈現的前向散射角；I_i為入射光強度；

其中a_n和b_n為Mie系數；π_n和τ_n為角分布函數，且

為一階連帶勒讓德函數；

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為氣泡半徑；

散射光與聚焦透鏡的接受張角α的計算公式：

d為所述聚焦透鏡的半徑；L為氣泡到聚焦透鏡中心的距離；

將公式(1)計算得到的V_i替代公式(4)或公式(7)中的I_i，再通過對散射光強的公式(4)或公式(7)進行擬合得到氣泡散射光強I_s與氣泡半徑R大小的公式。

2.根據權利要求1所述的測量氣泡大小的方法，其特征在于，還包括以下步驟：

將所述平板玻璃與入射光方向呈45°放置。