CN108801864B - 基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法，步骤(1)、利用干涉粒子成像系统，获取透明椭球粒子的干涉聚焦像；步骤(2)、标出干涉聚焦像亮点分布方向；步骤(3)、作沿着干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线，干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线方向为获取到的透明椭球粒子转向。本发明直接通过粒子干涉聚焦像实现粒子转向的判别，为光学系统中透明椭球粒子的检测提供基础，为复杂粒子场测量提供技术支持。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统中透明椭球粒子的测量技术领域，特别是涉及一种透明椭球粒子转向判别方法。
背景技术
随着科学技术的日益进步和发展，人们逐渐认识到微小粒子在降低能源消耗、减少污染、优化工艺过程等方面的重要性。利用干涉粒子成像技术实现粒子相关性质的研究具有精度高、测量范围广、非接触等优点。利用干涉粒子成像技术实现球形粒子的测量已相对成熟。中国专利CN106092859A提出了《一种基于激光干涉成像和同轴全息的粒子形状判别方法》，该专利能够实现球形粒子与非球形粒子形状的准确测量。
大气中的悬浮粒子、雨滴、冰晶以及人体细胞等粒子的散射时，粒子形状接近椭球，而透明椭球粒子的转向变化对其散射光分布有明显的影响，因此利用光学测量方法实现透明椭球粒子的转向判别具有重要意义。
目前，现有技术中还没有利用干涉聚焦像实现透明椭球粒子转向判别的实例。
发明内容
在上述现有技术的基础上，本发明提出了一种基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法，通过透明椭球粒子的干涉聚焦像分布实现了粒子在平面内的转向的判别。
本发明的一种基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、利用干涉粒子成像系统，获取透明椭球粒子的干涉聚焦像；
步骤2、标出干涉聚焦像亮点分布方向，椭圆长轴方向为该干涉聚焦像亮点分布方向；
步骤3、作沿着干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线，干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线方向为获取到的透明椭球粒子转向；
本发明直接通过粒子干涉聚焦像实现粒子转向的判别，为光学系统中透明椭球粒子的检测提供基础，为复杂粒子场测量提供技术支持。
附图标记
图1是本发明的一种基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法流程图；
图2是本发明所基于的干涉粒子成像系统结构示意图，1、激光器，2、显微物镜，3、空间滤波，4、准直透镜，5、第一柱面透镜，6、第二柱面透镜，7、载玻片，8、旋转台，9、成像透镜，10、CCD；
图3是透明椭球粒子干涉聚焦像示意图：(a)-(d)是不同偏转角下透明椭球粒子的干涉聚焦像；(e)-(f)是干涉聚焦像放大与透明椭球粒子转向判断图像。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细描述。
实施例1：干涉粒子成像系统
本发明采用的干涉粒子成像系统如图2所示，激光器1出射光波长为532nm，最大输出功率为6W，激光束经过显微物镜2扩束、空间滤波器3滤波、准直透镜4准直后经第一柱面透镜5和第二柱面透镜6被压缩为1mm片状激光束，收集粒子散射光的成像透镜9为尼康50mmf/1.4D定焦镜头，接收器件10是像元尺寸6.45μm有效像元数1384×1036的CCD，系统散射角θ为90°，系统放大倍率为1.67，物距为79.88mm，像距为133.68mm，待测粒子为采用粒径80μm的聚苯乙烯球形粒子拉伸得到的透明椭球粒子，透明椭球粒子长短轴比范围为1.5到2.5。
观测过程中，粒子以任意方向分布于载玻片7上，载玻片固定于旋转台8上并且与位于聚焦像面上的接收器件10的接收平面平行，因此只存在平面上的偏转角，测量过程中粒子随旋转台的旋转而旋转。
实施例2：采用干涉聚焦像获取透明椭球粒子转向
图3是透明椭球粒子干涉聚焦像示意图，其中：图(a)-(d)是不同偏转角下透明椭球粒子的干涉聚焦像，(e)-(f)是干涉聚焦像放大与透明椭球粒子转向判断图像，图中标出的角度为旋转台的旋转角度，透明椭球粒子随旋转台的旋转产生平面内的偏转角，进而引起聚焦像角度的变化，干涉聚焦像亮点分布方向以虚线标出，椭圆长轴方向为该干涉聚焦像亮点分布方向，点划线为垂轴，沿点划线做虚线的垂轴对称得到粗实线，粗实线方向即为粒子转向。将干涉聚焦像亮点用椭圆圈出，则椭圆长轴方向为该干涉聚焦像亮点分布方向，将亮点分布方向以虚线标出。
Claims (1)
1.一种基于干涉聚焦像的透明椭球粒子转向判别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤(1)、利用干涉粒子成像系统，获取透明椭球粒子的干涉聚焦像；
步骤(2)、标出干涉聚焦像亮点分布方向，椭圆长轴方向为该干涉聚焦像亮点分布方向；
步骤(3)、作沿着干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线，干涉聚焦像亮点分布方向的垂轴对称线方向为获取到的透明椭球粒子转向。
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