CN107271352A - 一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 - Google Patents
一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107271352A CN107271352A CN201710519341.3A CN201710519341A CN107271352A CN 107271352 A CN107271352 A CN 107271352A CN 201710519341 A CN201710519341 A CN 201710519341A CN 107271352 A CN107271352 A CN 107271352A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particle
- mrow
- signal acquisition
- laser
- secondary signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供的一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,用于对颗粒流不同区域的颗粒温度进行测量,同时得到不同区域的颗粒运动情况,其特征在于,包括:样品池用于盛放颗粒并驱动颗粒滚动;第一激光发射器用于发射第一激光;第一凹透镜用于使第一激光扩散并投射至颗粒表面层从而形成第一信号光;第一带通滤光片用于让第一信号光中特定波段的光透过;第一信号采集构件用于对第一信号光进行采集,得到第一散斑图像;第二激光发射器;第二凹透镜;第二带通滤光片;第二信号采集构件采集得到第二散斑图像;以及计算机用于对第一散斑图像和第二散斑图像进行存储、转换和计算,得到不同区域的颗粒温度随时间变化的曲线图和颗粒运动随时间变化的曲线图。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法。
背景技术
颗粒物质在自然界、日常生活及生产和技术中普遍存在,例如:自然界中沙石、土壤、浮水、积雪等,日常生活中的粮食、白砂糖、盐等,生产和技术中的煤炭、矿石以及药品、化工品。因此,颗粒物质所表现出的复杂的物理特性被广泛研究,其中,研究最多的物理性质为颗粒物质的颗粒温度和颗粒运动。
颗粒之间相互碰撞会产生随机脉动,生成热量,因此,颗粒温度(granulartemperature,<δv>)用来表示颗粒随机运动的活跃程度。颗粒温度与颗粒运动之间的关系如其中m为总颗粒数,vi为第i个颗粒,为全部颗粒运动的平均速度。颗粒温度越高,则说明颗粒运动越剧烈,颗粒之间的流化效果越好。
目前,关于研究检测颗粒温度和颗粒运动的技术众多,例如粒子图像测速和粒子跟踪测速,但是上述技术是基于图像处理的方法,只能测量出颗粒群表面的运动,不能同时对颗粒温度进行测量。另外,正电子发射粒子跟踪、X射线断层摄影和磁共振成像等技术均是通过追踪在颗粒群中加入的特殊粒子来得到颗粒群的运动情况,但是这类方法测量的颗粒数量较少,且并非原本测量的颗粒,而且也不能测量颗粒温度。
因此,一种精确、简单、方便、实用和能同时测量多个位置上的颗粒温度和颗粒运动的发明是很有必要的。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于一种提供颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法。
本发明提供了一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,用于对颗粒流不同区域的颗粒温度进行测量,同时得到不同区域的颗粒运动情况,其特征在于,包括:样品池,用于盛放颗粒并驱动颗粒滚动,包括颗粒表面层和颗粒被动层;第一激光发射器,设置在样品池的近旁,用于发射第一激光;第一凹透镜,设置在第一激光发射器与样品池之间,用于使第一激光扩散并投射至颗粒表面层从而形成第一信号光;第一带通滤光片,设置在第一信号光的光路上,用于让第一信号光中特定波段的光透过;第一信号采集构件,用于对第一信号光进行采集,得到第一散斑图像;第二激光发射器,设置在样品池的近旁,用于发射第二激光;第二凹透镜,设置在第二激光发射器与样品池之间,用于使第二激光扩散并投射至颗粒被动层从而形成第二信号光;第二带通滤光片,设置在第二信号光的光路上,用于让第二信号光中特定波段的光透过;第二信号采集构件,用于对第二信号光进行采集,得到第二散斑图像;以及计算机,与第一信号采集构件和第二信号采集构件连接,用于对第一散斑图像和第二散斑图像进行存储、转换和计算,得到不同区域的颗粒温度随时间变化的曲线图和颗粒运动随时间变化的曲线图。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,样品池为水平滚筒。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,第一激光发射器与第二激光发射器的发射波长不同,第一激光发射器的发射波长为671nm,第二激光发射器的发射波长为532nm。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,第一带通滤光片的波长为671nm,第二带通滤光片的波长为532nm。
使用两种不同波长的激光是为了防止当两束激光测量区域有重叠的部分时,不会互相产生影响。如果采用两种同样波长的激光,当有测量重叠区域时,会影响测量结果的准确性。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置中,还可以具有这样的特征:其中,信号采集构件为CCD相机。
在本发明提供了一种利用颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,采用第一激光发射器产生第一激光,采用第二激光发射器产生第二激光;步骤二,采用第一凹透镜对第一激光进行扩散并使扩散后的第一激光投射至颗粒表面层上形成第一信号光,采用第二凹透镜对第二激光进行扩散并使扩散后的第二激光投射至颗粒被动层上形成第二信号光;步骤三,采用第一带通滤光片和第二带通滤光片让第一信号光和第二信号光透过;步骤四,第一信号采集构件及第二信号采集构件经过校准,得到第一信号采集构件及第二信号采集构件的时间差T0;步骤五,采用设置在距颗粒表面层的第一预定距离位置上的第一信号采集构件和设置在距颗粒被动层的第二设定距离位置处上的第二信号采集构件,对第一信号光及第二信号光进行采集,得到第一散斑图像和第二散斑图像;步骤六,采用计算机对第一散斑图像和第二散斑图像按照时间进行保存处理,得到两列信号时间序列;步骤七,采用计算机根据散斑对比度光谱法公式分别对第一散斑图像和第二散斑图像进行转换和计算,得到不同区域上的颗粒温度随时间变化的曲线图;步骤八,采用计算机对两列信号时间序列和时间差T0进行计算,得到不同区域上的颗粒运动随时间变化的曲线图。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法中,还可以具有这样的特征:其中,散斑对比度光谱法公式如下,
V2(t)∝<I2>T-<I>2,
x=(4πδv/λ)T
上式中,T为散斑图像的曝光时间,<I>2为散斑图像的像素平方值,<I2>T为在曝光时间T内散斑图像的像素平方的平均值,V2(t)为散斑图像的像素方差,δv为颗粒温度,λ为波长,m为散斑图像的个数,x为激光衰减线宽,其与颗粒的直径相关。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法中,还可以具有这样的特征:其中,步骤四包括如下子步骤:步骤4-1,采用设置在同一位置上的第一信号采集构件和第二信号采集构件对相同的第二信号光进行采集,得到两组随时间t连续变化的信号曲线f(t)和g(t+T)或者离散信号x(m)和y(m+n);步骤4-2,计算机通过自相关函数计算得到自相关函数R的曲线图;步骤4-3,自相关函数R的曲线中距原点最近的峰值与原点之间的距离为第一信号采集构件和第二信号采集构件的时间差T0。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤4-2中,当第一信号采集构件和第二信号采集构件得到的分别是f(t)和g(t+T)时,自相关函数为R(t),如下式:
上式中,积分限为0~T,
当第一信号采集构件和第二信号采集构件得到的分别是x(m)和y(m+n),自相关函数为R(n),如下式:
上式中,m为0~N-1。
在本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法中,还可以具有这样的特征:其中,第一设定距离和第二设定距离均为400mm。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法,由于采用激光作为光源,使得时空分辨率能达到波长数量级,便于采集到高分辨率的散斑图像;因为采用了带通滤光片,用于让信号光中特定波段的光透过,使得实验的精确度提高了;因为采用了第一信号采集构件和第二信号采集构件,使得第一信号光和第二信号光能够被同时采集到并分别得到第一散斑图像和第二散斑图像;因为对第一信号采集构件和第二信号采集构件进行了校准,得到两个信号采集构件的时间差T0,便于推算出第一散斑图像和第二散斑图像的时间差,从而可以准确的获得不同位置同一时间点的颗粒温度信息。因此,本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法具有测量速度快、分辨率高等优点。
附图说明
图1是本发明的实施例中颗粒温度和颗粒运动同步测量装置的示意图;
图2是本发明的实施例中水平滚筒的结构示意图;
图3是本发明的实施例中水平滚筒的侧面示意图;
图4是本发明的实施例中两个CCD相机同时采集到的同一位置的温度曲线图;
图5是本发明的实施例中自相关函数曲线图;
图6是本发明的实施例中颗粒运动随时间变化的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解,以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中颗粒温度和颗粒运动同步测量装置的示意图。
颗粒温度和颗粒运动同步测量装置100用于对颗粒流不同区域的颗粒温度进行测量,同时得到不同区域的颗粒运动,包括:样品池1、第一激光发射器2、第一凹透镜3、第一带通滤光片4、第一信号采集构件5、第二激光发射器6、第二凹透镜7、第二带通滤光片8、第二信号采集构件9和计算机10。
图2是本发明的实施例中水平滚筒的结构示意图,图3是本发明的实施例中水平滚筒的侧面示意图。
如图2和图3所示,样品池1用于盛放颗粒并驱动颗粒滚动,包括颗粒表面层11和颗粒被动层12,在本实施例中,样品池1采用的是水平滚筒,水平滚筒1内的颗粒分布在颗粒表面层11和颗粒被动层12上。
如图1所示,第一激光发射器2设置在样品池1的近旁,用于发射第一激光,在本实施例中,第一激光发射器2的发射波长为671nm。
如图1所示,第一凹透镜3设置在第一激光发射器2与样品池1之间,用于使第一激光扩散并投射至颗粒表面层11从而形成第一信号光。
如图1所示,第一带通滤光片4设置在第一信号光的光路上,用于让第一信号光中特定波段的光透过,本实施例中,第一带通滤光片4的波长为671nm。
第一信号采集构件5用于对第一信号光进行采集,得到第一散斑图像,在本实施例中,第一信号采集构件5为CCD相机。
如图1所示,第二激光发射器6设置在样品池1的近旁,用于发射第二激光,在本实施例中,第二激光发射器6的发射波长为532nm。
如图1所示,第二凹透镜7设置在第二激光发射器6与样品池1之间,用于使第二激光扩散并投射至颗粒被动层12从而形成第二信号光。
如图1所示,第二带通滤光片8设置在第二信号光的光路上,用于让第二信号光中特定波段的光透过,在本实施例中,第二带通滤光片8的波长为532nm。
如图1所示,第二信号采集构件9用于对第二信号光进行采集,得到第二散斑图像,在本实施例中,第二信号采集构件9为CCD相机。
计算机10与第一信号采集构件5和第二信号采集构件9通过网线连接,用于对第一散斑图像和第二散斑图像进行存储、转换和计算,得到不同区域的颗粒温度随时间变化的曲线图和颗粒运动随时间变化的曲线图。
颗粒温度和颗粒运动同步测量装置100对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法包括以下步骤:
步骤一,采用第一激光发射器2产生第一激光,采用第二激光发射器6产生第二激光。
步骤二,采用第一凹透镜3对第一激光进行扩散并使扩散后的第一激光投射至颗粒表面层11上形成第一信号光,采用第二凹透镜7对第二激光进行扩散并使扩散后的第二激光投射至颗粒被动层12上形成第二信号光。
步骤三,采用第一带通滤光片4和第二带通滤光片8让第一信号光和所述第二信号光透过。;
图4是本发明的实施例中两个CCD相机同时采集到的同一位置的温度曲线图,图5是本发明的实施例中自相关函数曲线图。
步骤四,第一信号采集构件5及第二信号采集构件9经过校准,得到第一信号采集构件5及第二信号采集构件9的时间差T0。
具体包括如下子步骤:
步骤4-1,采用设置在同一位置上的第一信号采集构件5和第二信号采集构件9对相同的第二信号光进行采集,得到两组随时间t连续变化的信号曲线f(t)(CCD1)和g(t+T)(CCD2),如图4所示。
由图4所示,曲线CCD1和曲线CCD2的曲线很相似且波形一致,但是曲线CCD1和曲线CCD2之间存在一定时间差。
步骤4-2,计算机10通过下式计算得到自相关函数R(T)曲线图,如图5所示:
上式中,积分限为0~T。
步骤4-3,如图5所示,自相关函数R(T)的曲线中距原点最近的峰值与原点之间的距离为第一信号采集构件5和第二信号采集构件9的时间差T0。
步骤五,采用设置在距颗粒表面层11的400nm的位置上的第一信号采集构件5和设置在距颗粒被动层12的400nm的位置处上的第二信号采集构件9,对第一信号光及第二信号光进行采集,得到第一散斑图像和第二散斑图像。
步骤六,采用计算机10对第一散斑图像和第二散斑图像按照时间进行保存处理,得到两列信号时间序列。
图6是本发明的实施例中颗粒运动随时间变化的曲线图。
步骤七,采用计算机10根据散斑对比度光谱法公式(如下式所示)分别对第一散斑图像和第二散斑图像进行转换和计算,得到不同区域上的颗粒温度随时间变化的曲线1和曲线2,如图6所示,
散斑对比度光谱法公式如下,
V2(t)∝<I2>T-<I>2,
x=(4πδv/λ)T
上式中,T为散斑图像的曝光时间,<I>2为散斑图像的像素平方值,<I2>T为在曝光时间T内散斑图像的像素平方的平均值,V2(t)为散斑图像的像素方差,δv为颗粒温度,λ为波长,m为散斑图像的个数,x为激光衰减线宽,其与颗粒的直径相关。
如图6所示,曲线1为平面滚筒1内颗粒表面层11上的颗粒温度信息,曲线2为平面滚筒1内颗粒被动层12上的颗粒温度信息。曲线1表明颗粒表面层11上的颗粒温度值更高,曲线2表明颗粒被动层12上的颗粒温度值相对较低。
步骤八,采用计算机对两列信号时间序列和时间差T0进行计算,得到不同区域上的颗粒运动随时间变化的曲线图。
如图6所示,颗粒表面层上11的颗粒运动周期分为两个阶段,分别为颗粒下滑阶段和颗粒抬升阶段。颗粒被动层12上的颗粒的运动周期分为两个阶段,分别为颗粒运动抬升阶段和休止阶段。如图6所示,在平面滚筒2旋转时,颗粒表面层11上的颗粒先运动,颗粒被动层12上的颗粒在一段时间后才开始运动。因此,本实施例表明平面滚筒1中的颗粒被动层12上的颗粒总是在颗粒表面层11上的颗粒下滑之后开始运动。并且,颗粒被动层12上的颗粒运动时长很短,只占颗粒表面层11上颗粒运动周期的很小一部分。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法,由于采用激光作为光源,使得时空分辨率能达到波长数量级,便于采集到高分辨率的散斑图像;因为采用了带通滤光片,用于让信号光中特定波段的光透过,使得实验的精确度提高了;因为采用了第一信号采集构件和第二信号采集构件,使得第一信号光和第二信号光能够被同时采集到并分别得到第一散斑图像和第二散斑图像;因为对第一信号采集构件和第二信号采集构件进行了校准,得到两个信号采集构件的时间差T0,便于推算出第一散斑图像和第二散斑图像的时间差,从而可以准确的获得不同位置同一时间点的颗粒温度信息。
第一激光发射器与第二激光发射器的发射波长不同,第一激光发射器的发射波长为671nm,第二激光发射器的发射波长为532nm,使得第一带通滤光片的波长为671nm,第二带通滤光片的波长为532nm,分别与第一激光发射器与第二激光发射器的波长对应,便于让第一激光发射器与第二激光发射器的波长的特定波段透过,降低了测量误差。使用两种不同波长的激光是为了防止当两束激光测量区域有重叠的部分时,不会互相产生影响。如果采用两种同样波长的激光,当有测量重叠区域时,会影响测量结果的准确性。
信号采集构件为CCD相机,使得采样时间缩短,达到3微秒,从而加快了测量速度。
因此,本发明提供的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法具有测量速度快、分辨率高等优点。
上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。
在上述实施例中,在步骤3-2中,第一信号采集构件和第二信号采集构件得到的分别是f(t)和g(t+T)时,采用的是自相关函数R(t),但是,在本发明中,第一信号采集构件和第二信号采集构件还可以得到两组随时间t连续变化的信号曲线f(t)和g(t+T)或者离散信号x(m)和y(m+n),
当第一信号采集构件和第二信号采集构件采集得到的分别是f(t)和g(t+T)时,自相关函数为R(t)如下式:
上式中,积分限为0~T,
当第一信号采集构件和第二信号采集构件采集得到的分别是x(m)和y(m+n),自相关函数为R(n)如下式:
上式中,m为0~N-1。
Claims (10)
1.一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,用于对颗粒流不同区域的颗粒温度进行测量,同时得到所述不同区域的颗粒运动情况,其特征在于,包括:
样品池,用于盛放所述颗粒并驱动所述颗粒滚动,包括颗粒表面层和颗粒被动层;
第一激光发射器,设置在所述样品池的近旁,用于发射第一激光;
第一凹透镜,设置在所述第一激光发射器与所述样品池之间,用于使所述第一激光扩散并投射至所述颗粒表面层从而形成第一信号光;
第一带通滤光片,设置在所述第一信号光的光路上,用于让所述第一信号光中特定波段的光透过;
第一信号采集构件,用于对所述第一信号光进行采集,得到第一散斑图像;
第二激光发射器,设置在所述样品池的近旁,用于发射第二激光;
第二凹透镜,设置在所述第二激光发射器与所述样品池之间,用于使所述第二激光扩散并投射至所述颗粒被动层从而形成第二信号光;
第二带通滤光片,设置在所述第二信号光的光路上,用于让所述第二信号光中特定波段的光透过;
第二信号采集构件,用于对所述第二信号光进行采集,得到第二散斑图像;以及
计算机,与所述第一信号采集构件和所述第二信号采集构件连接,用于对所述第一散斑图像和所述第二散斑图像进行存储、转换和计算,得到所述不同区域的颗粒温度随时间变化的曲线图和颗粒运动随时间变化的曲线图。
2.根据权利要求1所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,其特征在于:
其中,所述样品池为水平滚筒。
3.根据权利要求1所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,其特征在于:
其中,所述第一激光发射器与所述第二激光发射器的发射波长不同,
所述第一激光发射器的发射波长为671nm,
所述第二激光发射器的发射波长为532nm。
4.根据权利要求1所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,其特征在于:
其中,所述第一带通滤光片的波长为671nm,
所述第二带通滤光片的波长为532nm。
5.根据权利要求1所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置,其特征在于:
其中,所述信号采集构件为CCD相机。
6.一种采用如权利要求1所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,采用第一激光发射器产生第一激光,采用第二激光发射器产生第二激光;
步骤二,采用第一凹透镜对所述第一激光进行扩散并使扩散后的所述第一激光投射至所述颗粒表面层上形成第一信号光,采用第二凹透镜对所述第二激光进行扩散并使扩散后的所述第二激光投射至所述颗粒被动层上形成第二信号光;
步骤三,采用第一带通滤光片和第二带通滤光片让所述第一信号光和所述第二信号光透过;
步骤四,第一信号采集构件及第二信号采集构件经过校准,得到所述第一信号采集构件及所述第二信号采集构件的时间差T0;
步骤五,采用设置在距所述颗粒表面层的第一预定距离位置上的所述第一信号采集构件和设置在距所述颗粒被动层的第二设定距离位置处上的所述第二信号采集构件,对所述第一信号光及所述第二信号光进行采集,得到第一散斑图像和第二散斑图像;
步骤六,采用计算机对所述第一散斑图像和所述第二散斑图像按照时间进行保存处理,得到两列信号时间序列;
步骤七,采用所述计算机根据散斑对比度光谱法公式分别对所述第一散斑图像和所述第二散斑图像进行转换和计算,得到所述不同区域上的颗粒温度随时间变化的曲线图;
步骤八,采用所述计算机对所述两列信号时间序列和所述时间差T0进行计算,得到所述不同区域上的颗粒运动随时间变化的曲线图。
7.根据权利要求6所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于:
其中,所述散斑对比度光谱法公式如下,
V2(t)∝<I2>T-<I>2,
<mrow>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>V</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>T</mi>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<msub>
<mi>V</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>m</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>m</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
<mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>2</mn>
<mi>x</mi>
</mrow>
</msup>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<mi>x</mi>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</mfrac>
<mo>,</mo>
</mrow>
x=(4πδv/λ)T
上式中,T为散斑图像的曝光时间,<I>2为散斑图像的像素平方值,<I2>T为在曝光时间T内散斑图像的像素平方的平均值,V2(t)为散斑图像的像素方差,δv为颗粒温度,λ为波长,m为散斑图像的个数,x为激光衰减线宽,其与颗粒的直径相关。
8.根据权利要求6所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于:
其中,所述步骤四包括如下子步骤:
步骤4-1,采用设置在同一位置上的所述第一信号采集构件和所述第二信号采集构件对相同的所述第二信号光进行采集,得到两组随时间t连续变化的信号曲线f(t)和g(t+T)或者离散信号x(m)和y(m+n);
步骤4-2,所述计算机通过互相关函数计算得到互相关函数R的曲线图;
步骤4-3,所述互相关函数R的曲线中距原点最近的峰值与所述原点之间的距离为所述第一信号采集构件和所述第二信号采集构件的所述时间差T0。
9.根据权利要求8所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于:
其中,在所述步骤4-2中,当所述第一信号采集构件和所述第二信号采集构件得到的分别是所述f(t)和所述g(t+T)时,所述互相关函数为R(t),如下式:
<mrow>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>T</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&Integral;</mo>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>f</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>g</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>t</mi>
<mo>+</mo>
<mi>T</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<mi>d</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
上式中,积分限为0~T,
当所述第一信号采集构件和所述第二信号采集构件得到的分别是所述x(m)和所述y(m+n),所述互相关函数为R(n),如下式:
<mrow>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>&Sigma;</mi>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>m</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>y</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>m</mi>
<mo>+</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
</mrow>
2
上式中,m为0~N-1。
10.根据权利要求6所述的颗粒温度和颗粒运动同步测量装置对颗粒温度和颗粒运动进行测量的方法,其特征在于:
其中,所述第一设定距离和所述第二设定距离均为400mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710519341.3A CN107271352B (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710519341.3A CN107271352B (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107271352A true CN107271352A (zh) | 2017-10-20 |
CN107271352B CN107271352B (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=60070137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710519341.3A Active CN107271352B (zh) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | 一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107271352B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106556960A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-04-05 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 离焦转换系数验证方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85108854A (zh) * | 1984-12-07 | 1986-05-10 | 法国精炼公司 | 改进的烃质进料催化裂化装置和工艺方法 |
CN1445477A (zh) * | 2003-05-08 | 2003-10-01 | 上海交通大学 | 组合循环流化床锅炉 |
CN103604514A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-02-26 | 上海理工大学 | 一种颗粒温度δv的测量方法 |
CN104297252A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-21 | 东南大学 | 一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法 |
-
2017
- 2017-06-30 CN CN201710519341.3A patent/CN107271352B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85108854A (zh) * | 1984-12-07 | 1986-05-10 | 法国精炼公司 | 改进的烃质进料催化裂化装置和工艺方法 |
CN1445477A (zh) * | 2003-05-08 | 2003-10-01 | 上海交通大学 | 组合循环流化床锅炉 |
CN103604514A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-02-26 | 上海理工大学 | 一种颗粒温度δv的测量方法 |
CN104297252A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-21 | 东南大学 | 一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
田昊 等: "回转圆筒内颗粒流速度场的实验研究", 《工程热物理学报》 * |
盛旭波 等: "基于激光在线测量滚筒内颗粒流崩塌角新方法", 《激光技术》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106556960A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-04-05 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 离焦转换系数验证方法 |
CN106556960B (zh) * | 2015-09-29 | 2019-03-12 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 离焦转换系数验证方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107271352B (zh) | 2019-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hassan et al. | Full-field bubbly flow velocity measurements using a multiframe particle tracking technique | |
CN106525137A (zh) | 基于激光诱导荧光的液膜温度场和流场同时测量方法 | |
US20060146910A1 (en) | Method and apparatus for simultaneous velocity and temperature measurements in fluid flow | |
Yang et al. | PIV measurements of two phase velocity fields in aeolian sediment transport using fluorescent tracer particles | |
Omrane et al. | 2D-temperature imaging of single droplets and sprays using thermographic phosphors | |
US9188677B2 (en) | Imaging doppler lidar for wind turbine wake profiling | |
Ni et al. | Lagrangian acceleration measurements in convective thermal turbulence | |
CN110274877A (zh) | 一种基于散射介质的3d光谱成像系统及方法 | |
CN106803350A (zh) | 一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置 | |
CN108169510B (zh) | 基于单光场相机的微尺度流动三维速度场测量装置和方法 | |
CN103344611B (zh) | 基于ccd成像技术的侧向激光雷达测量气溶胶参数的方法 | |
CN103808958B (zh) | 一种测量明渠紊流粘性底层流速的方法及装置 | |
Thibert et al. | The full-scale avalanche test-site at Lautaret Pass (French Alps) | |
Pozo Nuñez et al. | Optical continuum photometric reverberation mapping of the Seyfert-1 galaxy Mrk509 | |
CN102967261B (zh) | 一种基于数字散斑相关法的激光位移测量方法 | |
Tanahashi et al. | Measurement of fine scale structure in turbulence by time-resolved dual-plane stereoscopic PIV | |
Gong et al. | Spatial filtering velocimetry for surface velocity measurement of granular flow | |
Peng et al. | Comparison of lifetime-based methods for 2D phosphor thermometry in high-temperature environment | |
CN107271352A (zh) | 一种颗粒温度和颗粒运动同步测量装置和方法 | |
CN105092043B (zh) | 一种基于场景的变积分时间的非均匀性校正方法 | |
Kimura et al. | Simultaneous velocity and pressure measurements using luminescent microspheres | |
Harley et al. | Remote quantification of smokestack effluent mass flow rates using imaging Fourier transform spectrometry | |
CN103604514B (zh) | 一种颗粒温度δv的测量方法 | |
Stelter et al. | Thermographic 3D particle tracking velocimetry for turbulent gas flows | |
CN102269624A (zh) | 一种干涉仪剪切量的标定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |