CN114993895A - 一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法，本试验装置包括喷雾可视化系统，高速成像系统和计算机；利用高速成像系统对喷雾可视化系统内的喷雾进行图像采集，由计算机对采集的图像进行处理的同时还可以对系统各单元进行控制。基于该试验装置，本申请还提出了同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，采用分割离散液滴的算法，将喷雾图像中每个液滴分割成连通区域，计算液滴的中心和直径；基于分割出的离散液滴，利用离散液体配对测量瞬时速度的算法计算出离散液滴的瞬时速度，将同一液滴不同时刻的中心位置相连，获得液滴在喷雾过程中的运动轨迹；进而达到同步测量远场区域离散液滴粒径和瞬时速度分布技术目的。
Description
技术领域
本发明属于喷雾多相流测试领域，尤其涉及一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法，具体涉及喷雾远场有效测量区域高时间和空间分辨率成像，图像中液滴分割算法和离散液滴配对算法以及液滴粒径和液滴速度的实时同步准确测量。
背景技术
喷雾过程被广泛运用于各种工业过程，主要包括：动力系统的燃料喷射，医疗鼻喷雾，药品制备相关的喷雾干燥和涂敷，农业喷雾(除草剂和杀虫剂等)和化妆品喷雾(香水、保湿水和发胶等)。深刻认识喷雾过程产生离散液滴的粒径和速度分布，是解决涉及喷雾多相流传热传质问题的基础，能从根本上实现相关过程的优化。因此，针对喷雾远场离散液滴粒径和瞬时速度的同步测量具有重大意义。
目前，针对远场喷雾的定量测量比较成熟的方法主要包括：针对单点液滴速度和粒径的相位多普勒干涉(PDI)测量，针对平面内问询窗口液滴平均速度场的粒子图像测量(PIV)和针对组分的平面激光诱导荧光(PLIF)测量等。
其中，PDI能够实现液滴粒径和速度同步测量，但是它存在单点测试和价格昂贵的缺点。针对液滴粒径和速度同步试验测量一直是多相流测试的难点技术，低成本、高时效的测量方法亟需开发，测量精度亟需提高。
发明内容
针对现有测量技术和方法的不足，本发明提供了一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法，本发明利用LED点阵光源和相机控制方法，实现高喷雾远场高时间和空间分辨率成像，基于分割离散液滴和离散液体配对测量瞬时速度，达到同步测量远场区域离散液滴粒径和瞬时速度分布技术目的。
本发明通过以下技术方案实现以上目的。
一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，包括如下步骤：
步骤1：采集喷雾远场液滴的喷雾图像；
步骤2：采用分割离散液滴的算法，将喷雾图像中每个液滴分割成连通区域，计算液滴的中心和直径；
步骤3，基于步骤2中分割出的离散液滴，利用离散液体配对测量瞬时速度的算法计算出离散液滴的瞬时速度，将同一液滴不同时刻的中心位置相连，获得液滴在喷雾过程中的运动轨迹。
进一步，步骤2中分割离散液滴的方法为：
S1)将原始图像转化为灰度图矩阵Ig，进行二维中位数滤波获得矩阵Im；
优选地，执行中位数滤波时每个输出像素包含Ig中对应像素周围的n×n区域中位数值，n大于5倍的液滴平均直径；
S2)二值化处理矩阵Im，获得矩阵Ib；
S3)计算矩阵Ib中每个像素点与最近的非零像素之间的欧氏距离，获得矩阵Id；
S4)对矩阵Id进行分水岭变换，以此分离图像中相互接触的液滴，获得新的二值矩阵Ib，2；
S5)从二值矩阵Ib，2中确定连通区域；
S6)根据连通区域的坐标，获得矩阵Ig中对应位置的光强分布，根据液滴光强标定结果，过滤掉镜深外液滴对应的连通区域；
S7)利用图像矩算法计算每个连通区域的质心位置和与连通区域面积相同的等效圆直径，对应于每个液滴的中心(C)和直径(D)。
进一步，S6中液滴光强标定的方法为：
将喷嘴出口处定义为笛卡尔坐标系z＝0位置，确定点直径和点间隔点阵标尺置于z＝0平面，标定视野内每个像素点的实际尺寸和光强分布均匀性；采用喷雾试验所用液体，在液滴光强标定板表面不同位置生成体积相同的座液滴，将液滴光强标定板z＝0平面置于聚焦平面内，标定座液滴表面平均光强及光强标准差与座液滴中心距离聚焦平面的定量关系。
进一步，步骤3中离散液体配对测量瞬时速度的算法包括以下步骤：
S1)确定1时刻目标液滴i中心Ci，1在2时刻的候选液滴j中心Cj，2；候选液滴的判定标准是相对位移dij＝|Ci，1-Cj，2|<A1·max(vi，0),其中max(vi，0)是0时刻离散液滴瞬时速度的最大值；常数A1＞1；
S2)确定1时刻目标液滴i的相邻液滴k中心Ck(i)，1；相邻液滴的判定标准是目标液滴相邻泰森多边形对应的中心；
S3)确定1时刻相邻液滴k在2时刻的候选液滴l中心Cl(k)，2；候选判定标准是dk(i)r(k)＝|Ck(i),1-Cl(k),2|<A2.max(vi,0)；常数A2＞1
S4)判定相邻液滴k和候选液滴l的准刚性条件，即|dij-dk(i)l(k)|＜A3·max(vi，0)；常数A3＜0.3；
S5)迭代计算候选液滴j与目标液滴i的配对概率
其中上标n表示迭代步数，Pij表示液滴j与液滴i的配对概率；迭代前每个候选液滴的配对概率相同，
当相邻液滴k和候选液滴l满足准刚性条件，其配对概率Pk(i)l(k)叠加计入
每步迭代后配对概率
需用液滴i所有候选液滴总配对概率进行归一化；常数A4＜1,A5＞2；
S6)选择迭代完成后Pij对应的液滴j为成功配对，液滴i瞬时速度vi＝dij/Δt，其中Δt为时间间隔；
S7)，当时刻中多个离散液滴与时刻中同一液滴配对时，只保留相对位移最小的配对组合：将同一液滴在不同时刻的中心位置相连，获得离散喷雾液滴的运动轨迹；
进一步，根据相邻时刻同一液滴瞬时速度的变化计算液滴加速度ai＝Δvi/Δt。
一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，包括：喷雾可视化系统，高速成像系统和计算机；
所述喷雾可视化系统主要包括主体容腔，主体容腔上设置多个可视化窗口；在主体容腔内设置喷嘴，喷嘴通过信号线连接喷雾控制装置；
高速成像系统主要包括高速数码相机、相机的位置调控单元以及LED点阵光源；在高速数码相机上配有长焦显微镜头，高速数码相机及长焦显微镜头朝向可视化窗口布置，LED点阵光源位于可视化窗口与长焦显微镜头之间；所述高速数码相机和LED点阵光源设置在相机的位置调控单元上，通过相机的位置调控单元调节相机位置；
所述计算机通过信号线分别连接喷雾控制装置、高速数码相机、相机的位置调控单元。
进一步，主体容腔内还配有多种传感器，传感器包括温度、压力、湿度传感器，传感器均通过信号线连接计算机，用于采集主体容腔内内的温度、压力、湿度数据；
进一步，主体容腔内1还设置有抽气装置和废液回收装置；
进一步，相机的位置调控单元包括x线性电控直线导轨和y线性电控直线导轨；
进一步，y线性电控直线导轨包括2根竖直杆以及2根竖直杆之间的水平板，相机安装在水平板上；水平板的两端可以在驱动电机和导轨的配合下沿竖直杆上下移动，进而带动相机在y方向位置的改变；x线性电控直线导轨包括设置在水平板上的光学导轨，相机设置在光学导轨上，在驱动电机和导轨的配合下沿光学导轨移动，进而带动相机相对可视化窗口发生左右的移动。
本发明的有益效果是：
1)本发明所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，提出了快速、精确获得喷雾远场区域高时间和空间分辨率的液滴图像的技术；
2)本发明所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，提出了利用分水岭算法降低图像中液滴重合对液滴粒径分布的影响；提出了通过液滴光强标定，过滤掉镜深外液滴；
3)本发明所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，提出了通过配对相邻时刻离散液滴计算液滴瞬时速度的算法；
4)本发明所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法，实现不同时刻、不同区域喷雾远场液滴粒粒径和液滴速度的同步测量，可进一步分析喷雾过程中液滴粒径和液滴瞬时速度随时间和位置的变化。
附图说明
图1是本发明所提供的喷雾液滴粒径和瞬时速度分布的试验装置结构示意图；
图2是本发明所提供的点阵标尺结构示意图；
图3是本发明所提供的液滴光强标定板结构示意图；
图4是本发明所提供的相机视野调整示意图；
图5是本发发明提供的液滴配对算法示意图；
图6是本发发明提供的液滴分割效果示意图；
图7是本发发明提供的液滴粒径分布示意图；
图8是本发发明提供的液滴瞬时速度示意图；
图9是本发发明提供的液滴运动轨迹示意图；
图中，1、主体容腔，2、可视化窗口，3、喷嘴，4、喷雾控制装置，5、传感器，6、高速数码相机，7、长焦显微镜头，8、点阵光源，9、光学导轨，10、x线性电控直线导轨，11、y线性电控直线导轨，12、计算机，13、灯珠，14、点直径和点间隔点阵标尺，15、液滴光强标定板，16、中心线上距离喷嘴1/2喷雾贯穿距L_s的位置，17、喷雾轮廓，18、视野边长。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，包括：喷雾可视化系统，高速成像系统，计算分析控制模块；各系统具体结构如下：
喷雾可视化系统主要包括主体容腔(1)，主体容腔(1)上设置多个可视化窗口(2)；在主体容腔(1)内设置喷嘴(3)，喷嘴(3)通过信号线依次连接喷雾控制装置(4)和计算机12；主体容腔内1还配有多种传感器5，传感器5包括温度、压力、湿度传感器，传感器5均通过信号线连接计算机12，用于采集主体容腔内1内的温度、压力、湿度数据；此外，主体容腔内1还设置有抽气装置和废液回收装置；
高速成像系统主要包括高速数码相机(6)、相机的位置调控单元以及LED点阵光源8；在高速数码相机6上配有长焦显微镜头7，高速数码相机6及长焦显微镜头7朝向可视化窗口2布置；高速数码相机6的控制单元通过信号线连接计算机12。相机的位置调控单元包括x线性电控直线导轨10和y线性电控直线导轨11。结合附图所示，为了在试验过程中对相机的位置进行调节，y线性电控直线导轨11包括2根竖直杆以及2根竖直杆之间的水平板，相机安装在水平板上；水平板的两端可以在驱动电机和导轨的配合下沿竖直杆上下移动，进而带动相机在y方向位置的改变。x线性电控直线导轨10包括设置在水平板上的光学导轨9，相机设置在光学导轨9上，在驱动电机和导轨的配合下沿光学导轨9移动，进而带动相机相对可视化窗口2发生左右的移动。LED点阵光源8是由多个灯珠13构成，且LED点阵光源8位于可视化窗口2与长焦显微镜头7之间；在本实施例中，多个灯珠13形成矩阵状分布，或者设计为环状分布。
在本实施例中，x线性电控直线导轨10和y线性电控直线导轨11的驱动电机分别通过信号线连接计算机12，根据计算机12发出的指令对相机位置进行调节。
计算机12与各系统连接，可控制喷雾发生、喷雾流量、电控导轨精确位置、高速数码相机拍摄和数字图像传输；计算机可对数字图像进行实时分析，调整各系统控制策略；更具体地的，计算机12内置计算分析控制模块，计算分析控制模块包括计算机硬件和试验方法的相关程序代码。
在本实施例中，喷嘴采用双流体喷嘴，通过计算机控制气相的压力是4bar，液体是HPMC溶液，浓度4％，流量20g/min。
在本实施例中，根据视野尺寸调整LED点阵光源框架尺寸和位置以及灯珠(13)数量和位置；LED点阵光源前配有扩散板，确保整个视野中光强均匀分布；
优选地，相机空间分辨率应达到50pixel/mm；
优选地，相机时间分辨率应达到10000fps；
优选地，电控导轨的调节精度优于1mm。
上述系统在实验过程中：
将喷嘴3出口处定义为笛卡尔坐标系z＝0位置，使高速数码相机6聚焦于z＝0平面，实现高时间和空间分辨率成像；由于光学导轨9与x线性电控直线导轨10和y线性电控直线导轨11固定相连，通过电控导轨可以调节相机视野在x、y方向的位置，以实现整个喷雾区域的精确全覆盖且光强分布相同；
进一步地，本系统中对相机控制方法为：初始拍摄视野的右下角设定为中心线上距离喷嘴1/2喷雾贯穿距Ls的位置(16)，当拍摄视野内同时包含喷雾轮廓(17)内外区域时，此拍摄位置有效；拍摄位置从初始位置依次向上下左右平移1/2视野边长(18)，搜寻下一个有效拍摄位置，如图4所示，以此类推，直到有效测试区域覆盖整个喷雾轮廓；
基于上述同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，本申请还提出了一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，包括如下步骤：
步骤1：基于上述试验装置，高速成像系统采集喷雾可视化系统内喷雾图像；
步骤2：采用分割离散液滴的算法，将喷雾图像中每个液滴分割成连通区域，计算液滴的中心和直径；
分割离散液滴的方法为：
S1)将原始图像转化为灰度图矩阵Ig，进行二维中位数滤波获得矩阵Im；
优选地，执行中位数滤波时每个输出像素包含Ig中对应像素周围的n×n区域中位数值，n大于5倍的液滴平均直径；
S2)二值化处理矩阵Im，获得矩阵Ib；
S3)计算矩阵Ib中每个像素点与最近的非零像素之间的欧氏距离，获得矩阵Id；
S4)对矩阵Id进行分水岭变换，以此分离图像中相互接触的液滴，获得新的二值矩阵Ib，2；本发明通过分水岭和图像矩耦合算法以及液滴光强标定提高了从图像中分割液滴的准确性，能够实现不同时刻、不同区域喷雾远场快速和准确成像以及液滴粒径和液滴速度的同步准确测量。
S5)从二值矩阵Ib，2中确定连通区域；
S6)根据连通区域的坐标，获得矩阵Ig中对应位置的光强分布，根据液滴光强标定结果，过滤掉镜深外液滴对应的连通区域；在本实施例中，液滴光强标定的方法为：将确定点直径和点间隔点阵标尺(14)，置于z＝0平面，标定视野内每个像素点的实际尺寸和光强分布均匀性；采用喷雾试验所用液体，在液滴光强标定板(15)表面不同位置生成体积相同的座液滴，采用与试验相同的高速成像系统参数，将液滴光强标定板z＝0平面置于聚焦平面内，标定座液滴表面平均光强及光强标准差与座液滴中心距离聚焦平面的定量关系。
S7)利用图像矩算法计算每个连通区域的质心位置和与连通区域面积相同的等效圆直径，对应于每个液滴的中心(C)和直径(D)；
步骤3，基于步骤2中分割出的离散液滴，利用离散液体配对测量瞬时速度的算法计算出离散液滴的瞬时速度，如图8所示；将同一液滴不同时刻的中心位置相连，可以获得液滴在喷雾过程中的运动轨迹，如图9所示。
离散液体配对测量瞬时速度的算法，如图5所示，包括以下步骤：
S1)确定1时刻目标液滴i(中心Ci，1)在2时刻的候选液滴j(中心Cj，2)；候选液滴的判定标准是相对位移dij＝|Ci，1-Cj，2|＜A1·max(vi，0)，其中max(vi，0)是0时刻离散液滴瞬时速度的最大值；优选地，常数A1＞1；
S2)确定1时刻目标液滴i的相邻液滴k(中心Ck(i)，1)；相邻液滴的判定标准是目标液滴i相邻泰森多边形对应的中心；
S3)确定1时刻相邻液滴k在2时刻的候选液滴l(中心Cl(k)，2)；候选判定标准是dk(i)l(k)＝|Ck(i)，1-Cl(k)，2|＜A2·max(vi，0)；优选地，常数A2＞1
S4)判定相邻液滴k和候选液滴l的准刚性条件，即|dij-dk(i)l(k)|＜A3·max(vi，0)；优选地，常数A3＜0.3
S5)迭代计算候选液滴j与目标液滴i的配对概率
其中上标n表示迭代步数，Pij表示液滴j与液滴i的配对概率；迭代前每个候选液滴的配对概率相同，
当相邻液滴k和候选液滴l满足准刚性条件，其配对概率Pk(i)l(k)叠加计入
每步迭代后配对概率
需用液滴i所有候选液滴总配对概率进行归一化；
优选地，常数A4＜1，A5＞2；
S6)选择迭代完成后Pij对应的液滴j为成功配对，液滴i瞬时速度vi＝dij/Δt，其中Δt为时间间隔；
S7)，当时刻1中多个离散液滴与时刻2中同一液滴配对时，只保留相对位移最小的配对组合：将同一液滴在不同时刻的中心位置相连，获得离散喷雾液滴的运动轨迹，如图9所示；进一步地，根据相邻时刻同一液滴瞬时速度的变化可计算液滴加速度ai＝Δvi/Δt。
本实时案例实验中高速相机拍摄速度为5000fps，视窗区域大小为1024×1024pixel，配合长焦显微镜头获得的每个像素点的实际尺寸为20μm；液滴表面的平均光强和光强标准差随着液滴中心到聚焦平面的增加而降低，用聚焦平面内的液滴平均光强和光强标准差对其它位置进行标准化，分别取0.6和0.8为过滤镜深外液滴对应的连通区域的平均光强阈值和光强标准差阈值；
图6展示了喷雾稳定后某时刻，距离喷嘴10cm和喷雾中心线8cm处拍摄的喷雾原始图片和液滴的分割效果；图7为是综合该位置100张图片计算出的液滴直径累计密度分布函数，对应的液滴索特平均直径是142.7μm；
在本实施例中，上述同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法以程序的形式写入计算分析控制模块，可同步实时测量不同时刻、不同区域喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度，分析喷雾过程中液滴粒径和液滴瞬时速度随时间和位置的变化。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采集喷雾远场液滴的喷雾图像；
步骤2：采用分割离散液滴的算法，将喷雾图像中每个液滴分割成连通区域，计算液滴的中心和直径；
步骤3，基于步骤2中分割出的离散液滴，利用离散液滴配对测量瞬时速度的算法计算出离散液滴的瞬时速度，将同一液滴不同时刻的中心位置相连，获得液滴在喷雾过程中的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，其特征在于，步骤2中分割离散液滴的方法为：
S1)将原始图像转化为灰度图矩阵Ig，进行二维中位数滤波获得矩阵Im；
优选地，执行中位数滤波时每个输出像素包含Ig中对应像素周围的n×n区域中位数值，n大于5倍的液滴平均直径；
S2)二值化处理矩阵Im，获得矩阵Ib；
S3)计算矩阵Ib中每个像素点与最近的非零像素之间的欧氏距离，获得矩阵Id；
S4)对矩阵Id进行分水岭变换，以此分离图像中相互接触的液滴，获得新的二值矩阵Ib，2；
S5)从二值矩阵Ib，2中确定连通区域；
S6)根据连通区域的坐标，获得矩阵Ig中对应位置的光强分布，根据液滴光强标定结果，过滤掉镜深外液滴对应的连通区域；
S7)利用图像矩算法计算每个连通区域的质心位置和与连通区域面积相同的等效圆直径，对应于每个液滴的中心C和直径D。
3.根据权利要求2所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，其特征在于，S6中液滴光强标定的方法为：
将喷嘴3出口处定义为笛卡尔坐标系z＝0位置，确定点直径和点间隔点阵标尺(14)置于z＝0平面，标定视野内每个像素点的实际尺寸和光强分布均匀性；采用喷雾试验所用液体，在液滴光强标定板(15)表面不同位置生成体积相同的座液滴，将液滴光强标定板z＝0平面置于聚焦平面内，标定座液滴表面平均光强及光强标准差与座液滴中心距离聚焦平面的定量关系。
4.根据权利要求2所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，其特征在于，步骤3中离散液体配对测量瞬时速度的算法包括以下步骤：
S1)确定1时刻目标液滴i中心ci，1在2时刻的候选液滴j中心Cj，2；候选液滴的判定标准是相对位移dij＝|Ci，1-Cj，2|＜A1·max(vi，0)，其中max(vi，0)是0时刻离散液滴瞬时速度的最大值；常数A1＞1；
S2)确定1时刻目标液滴i的相邻液滴k中心Ck(i)，1；相邻液滴的判定标准是目标液滴i相邻泰森多边形对应的中心；
S3)确定1时刻相邻液滴k在2时刻的候选液滴l中心Cl(k)，2；候选判定标准是dk(i)l(k)＝|ck(i)，1-Ci(k)，2|＜A2·max(vi，0)；常数A2＞1
S4)判定相邻液滴k和候选液滴l的准刚性条件，即|dij-dk(i)l(k)|＜A3·max(vi，0)；常数A3＜0.3；
S5)迭代计算候选液滴j与目标液滴i的配对概率
其中上标n表示迭代步数，Pij表示液滴j与液滴i的配对概率；迭代前每个候选液滴的配对概率相同，
当相邻液滴k和候选液滴l满足准刚性条件，其配对概率Pk(i)l(k)叠加计入
每步迭代后配对概率
需用液滴i所有候选液滴总配对概率进行归一化；常数A4＜1，A5＞2；
S6)选择迭代完成后Pij对应的液滴j为成功配对，液滴i瞬时速度vi＝dij/Δt，其中Δt为时间间隔；
S7)，当时刻1中多个离散液滴与时刻2中同一液滴配对时，只保留相对位移最小的配对组合：将同一液滴在不同时刻的中心位置相连，获得离散喷雾液滴的运动轨迹。
5.根据权利要求4所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法，其特征在于，根据相邻时刻同一液滴瞬时速度的变化计算液滴加速度ai＝Δvi/Δt。
6.一种基于上述权利要求1所述同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验方法的试验装置，其特征在于，包括：喷雾可视化系统，高速成像系统和计算机；
所述喷雾可视化系统主要包括主体容腔(1)，主体容腔(1)上设置多个可视化窗口(2)；在主体容腔(1)内设置喷嘴(3)，喷嘴(3)通过信号线连接喷雾控制装置(4)；
高速成像系统主要包括高速数码相机(6)、相机的位置调控单元以及LED点阵光源(8)；在高速数码相机(6)上配有长焦显微镜头(7)，高速数码相机(6)及长焦显微镜头(7)朝向可视化窗口(2)布置，LED点阵光源(8)位于可视化窗口(2)与长焦显微镜头(7)之间；所述高速数码相机(6)和LED点阵光源(8)设置在相机的位置调控单元上，通过相机的位置调控单元调节相机位置；
所述计算机(12)通过信号线分别连接喷雾控制装置(4)、高速数码相机(6)、相机的位置调控单元。
7.根据权利要求6所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，其特征在于，主体容腔内(1)还配有多种传感器(5)，传感器(5)包括温度、压力、湿度传感器，传感器5均通过信号线连接计算机(12)，用于采集主体容腔内(1)内的温度、压力、湿度数据。
8.根据权利要求6所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，其特征在于，主体容腔内(1)还设置有抽气装置和废液回收装置。
9.根据权利要求6所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，其特征在于，相机的位置调控单元包括x线性电控直线导轨(10)和y线性电控直线导轨(11)。
10.根据权利要求9所述的一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置，其特征在于，y线性电控直线导轨(11)包括2根竖直杆以及2根竖直杆之间的水平板，相机安装在水平板上；水平板的两端可以在驱动电机和导轨的配合下沿竖直杆上下移动，进而带动相机在y方向位置的改变；x线性电控直线导轨(10)包括设置在水平板上的光学导轨(9)，相机设置在光学导轨(9)上，在驱动电机和导轨的配合下沿光学导轨(9)移动，进而带动相机相对可视化窗口(2)发生左右的移动。
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| CN202210608042.8A CN114993895A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种同步测量喷雾远场液滴粒径和液滴瞬时速度分布的试验装置及方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117723452A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 北京纳米能源与系统研究所 | 发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法及装置 |
| CN117723452B (zh) * | 2024-02-07 | 2024-05-28 | 北京纳米能源与系统研究所 | 发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法及装置 |
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2022
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