CN1554940A - 微气泡数码显微动态测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微气泡数码显微动态测量的方法及装置，它将显微动态摄像法与计算机图像处理技术集为一体，采用显微CCD摄像仪对微气泡进行测量，将所获图像传输采集并存入到计算机中，然后通过颗粒分析软件对图像进行处理和分析。试验结果表明，该方法可以克服以往气泡测量方法的缺点，具有结果准确、可在线连续检测，使用方便直观等优点。该装置具有操作简单、省时省力、可连续在线检测，同时具有对研究系统干扰小、分辨率高、数据即时处理等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型微气泡的测量方法及装置，具体地说涉及一种气浮过程中微气泡数码显微动态测量方法及实现该方法的装置。
背景技术
表征气泡粒径大小与分布对研究和提高气浮效率有着极为重要的影响。多年来，从事多相流研究者开发出多种测量气泡的方法：电导探针法、光导纤维法、透光法、显微摄像法等。
电导和光纤探针法是利用气体与液体电导率或折光率的不同来测量气泡大小。由于测量时探针必须穿刺气泡，所以这两种方式只适合于粒径大于5mm的气泡。透光法是利用气体与液体导光性质的不同来测量气泡粒径。当光透过混合物时，由于气液界面发生光的折射、反射、散射等现象，不同浓度的混合物通过透光区时透光量不相同，以此原理可以测量混合物中分散相的粒度。但是，当分散相浓度过大，或者两相运动速度过大时，测量的偏差较大。
显微摄像法可以测量粒径较小的微气泡，它又分为静态显微摄像法和动态显微摄像法。静态显微摄像法是用载玻片蘸取释气水，使微气泡粘附在载玻片上并在显微镜下进行拍摄。根据相片上微气泡的数量和大小确定微气泡的性能。虽然静态摄像技术较为成熟(在微生物的显微摄像上被广泛使用)，但由于释气水中气泡处于运动状态，在取样过程中微气泡与载玻片接触时会发生破裂或并聚，而且取样后的安放过程及拍摄中的震动过程也会影响气泡在载玻片上的分布与粒径大小，从而使得到的照片存在较大程度的失真。动态显微摄像法是直接对取样器中的气泡进行拍摄，能较好地反映运动气泡实际情况。但通常由于采用普通相机，存在无法及时了解所拍摄照片的效果，必须在胶卷拍摄完全后经冲印才能确定，因此反馈时间长，无法及时调整拍摄状态。所拍摄的气泡是以照片的形式记录下来，最后的数据整理方法为人工测量并统计，耗费时间长工作量大。另外还存在照明系统要求同步光源，显微镜选择与调试困难等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集显微动态摄像法与计算机技术于一体的数码显微动态测量方法，该方法可以克服以往气泡测量方法的缺点，具有结果准确、可在线连续检测，使用方便直观等优点。
本发明的另一个目的在于提供一种实施数码显微动态测量方法的装置，该装置采用显微CCD摄像仪，通过一个特别制作的样品池对气浮工艺中所产生的微气泡进行测量，将所获图像传输并存入到计算机中，然后通过颗粒分析软件对图像进行处理和分析。试验结果表明：该装置具有准确可靠、操作简单、省时省力、可连续在线检测，同时具有对研究系统干扰小、分辨率高、数据即时处理等特点。
本发明利用数码显微动态测量的方法包括下列步骤：
(1)标定与聚焦 标定时，先开启测量系统和照明系统，将十字型测微尺放在采样池中气泡流经轨迹处，调节CCD焦距，使测微尺在显示器屏幕上得到最清晰图像，用快照功能保存图像。然后用该图像标定单位象素点尺寸。聚焦时，先开启测量系统，将一根100μm的铜线放在采样池中气泡轨迹处，微调CCD焦距，使铜线在显示器屏幕上得到清晰图像。然后通入气泡开始测试。
(2)气泡测量 先开启溶气系统，当水流和气量运行稳定后打开释气系统阀门，溶气水在0.15-0.70Mpa压力经过释放器突然减压产生大量微气泡，向样品池中进样开始实验，调节流量调节阀以控制样品池中气泡运动速度适当，使显示和采集的气泡图像和运动轨迹更为清晰，用快照功能采集气泡图像。
(3)图像分析 运行图像分析软件，对气泡图像进行处理、分析和测量。最后进行统计分析，测得气泡粒径等参数。
用于实现本发明方法的装置包括：
一个CCD摄像头，用于摄取图像；
一个显微镜头，用于放大图像；
一个样品池，用于样品观察；
一个流量调节阀，用于调节分流溶气释放水；
一套照明系统，用于提供冷光源和照明；
一个图像采集卡，用于图像采集；
一个图像分析软件，用于图像处理分析；
一台计算机，用于作为图像采集以及处理分析的平台。
下面参照附图和实施例再进一步叙述本发明：
附图说明
图1是本发明所述装置的示意图。
图中：1-压力溶气水，2-释放器，3-流量调节阀，4-样品池，5-观察窗，6-显微镜头，7-CCD摄像仪，8-冷光源，9-计算机。
如图所示，压力溶气水1经过释放器2减压释放后形成含有微小气泡的溶气释放水，一部分溶气释放水经过流量调节阀3进入样品池4中。在良好冷光源8作用下，CCD摄像仪7通过显微镜头6对观察窗5处的气泡图像进行拍摄，然后传输到计算机9中，由图像采集卡完成图像采集，最后用颗粒图像分析软件对其进行处理分析。
以下再列举几个实施例用来说明本发明的效果，但本发明的权利要求范围并非仅限于此。
实施例1：加压溶气水0.3MPa，溶气水含气量为4％，经过释放器释放后，采集的气泡图像如图2所示，统计分析后气泡平均粒径为65.5微米。
实施例2：加压溶气水0.6MPa，溶气水含气量为5％，经过释放器释放后，采集的气泡图像如图3所示，统计分析后气泡平均粒径为42.5微米。
Claims (7)
1、微气泡数码显微动态测量方法的装置，包括：
一个CCD摄像头，用于摄取图像，一端连接显微镜头，另一端连接计算机中的图像采集卡；
一个显微镜头，用于放大图像，与CCD摄像头相连；
一个样品池，用于为微气泡运动提供场所，与流量调节阀相连；
一个流量调节阀，用于调节分流溶气释放水，与样品池相连；
一套照明系统，用于提供冷光源和照明；
一个图像采集卡，用于图像采集，一端连接CCD摄像头，另一端连接计算机；
一个图像分析软件，用于图像处理分析，装在计算机中；
一台计算机，用于作为图像采集以及处理分析的平台。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，显微镜头在CCD摄像头的前面。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，CCD摄像头通过一条视频线与计算机上的图像采集卡连接。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，流量调节阀一端与样品池相连，另一端与溶气释放水的管路相连。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，观察窗采用透明性较好的材料。
6、一种新型溶气的气浮方法，该方法包括下列步骤：
(1)标定与聚焦 标定时，先开启测量系统和照明系统，将十字型测微尺放在采样池中气泡流经轨迹处，调节CCD焦距，使测微尺在显示器屏幕上得到最清晰图像，用快照功能保存图像，然后用该图像标定单位象素点尺寸，聚焦时，先开启测量系统，将一根铜线放在采样池中气泡轨迹处，微调CCD焦距，使铜线在显示器屏幕上得到清晰图像，然后通入气泡开始测试。
(2)气泡测量 先开启溶气系统，当水流和气量运行稳定后打开释气系统阀门，溶气水经过释放器突然减压产生大量微气泡，向样品池中进样开始实验，调节流量调节阀以控制样品池中气泡运动速度适当，使显示和采集的气泡图像和运动轨迹更为清晰，用快照功能采集气泡图像。
(3)图像分析 运行图像分析软件，对气泡图像进行处理、分析和测量。最后进行统计分析，测得气泡粒径等参数。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，溶气水压力为0.15～0.70MPa。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103175760A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-26 | 清华大学 | 水体中微纳米气泡观测系统及方法 |
| CN103439230A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-11 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡参数测量方法及测量装置 |
| CN104596898A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 天津科技大学 | 微气泡尺寸在线测量装置及方法 |
| CN105931250A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种非球形气泡的等效粒径转换方法 |
| CN106018198A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-10-12 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡粒径的反演计算方法 |
| CN106197302A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置及测量方法 |
| CN107093564A (zh) * | 2016-02-18 | 2017-08-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种全纵深高分辨在线实时气泡监控装置及监控方法 |
| CN109187646A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-01-11 | 山东建筑大学 | 一种微气泡和絮体综合检测系统及方法 |
| CN109752288A (zh) * | 2017-11-02 | 2019-05-14 | 华润双鹤药业股份有限公司 | 表面张力测定仪及测定方法 |
| CN113533337A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-22 | 中国石油大学(华东) | 一种确定油藏泡沫渗流气泡生成与破灭速度的方法和装置 |
| CN113720736A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-30 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种微纳米气泡观测装置及方法 |
| CN113720736B (zh) * | 2021-07-26 | 2024-05-31 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种微纳米气泡观测装置及方法 |
-
2003
- 2003-12-24 CN CNA2003101218918A patent/CN1554940A/zh active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103175760A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-26 | 清华大学 | 水体中微纳米气泡观测系统及方法 |
| CN103175760B (zh) * | 2013-02-06 | 2015-12-09 | 清华大学 | 水体中微纳米气泡观测系统及方法 |
| CN103439230A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-11 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡参数测量方法及测量装置 |
| CN103439230B (zh) * | 2013-09-13 | 2015-07-01 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡参数测量方法及测量装置 |
| CN104596898A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 天津科技大学 | 微气泡尺寸在线测量装置及方法 |
| CN107093564A (zh) * | 2016-02-18 | 2017-08-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种全纵深高分辨在线实时气泡监控装置及监控方法 |
| CN106018198A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-10-12 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡粒径的反演计算方法 |
| CN105931250A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种非球形气泡的等效粒径转换方法 |
| CN106018198B (zh) * | 2016-05-09 | 2018-08-31 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种气泡粒径的反演计算方法 |
| CN105931250B (zh) * | 2016-05-09 | 2019-02-15 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种非球形气泡的等效粒径转换方法 |
| CN106197302A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置及测量方法 |
| CN109752288A (zh) * | 2017-11-02 | 2019-05-14 | 华润双鹤药业股份有限公司 | 表面张力测定仪及测定方法 |
| CN109187646A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-01-11 | 山东建筑大学 | 一种微气泡和絮体综合检测系统及方法 |
| CN109187646B (zh) * | 2018-10-08 | 2024-03-22 | 山东建筑大学 | 一种微气泡和絮体综合检测系统及方法 |
| CN113533337A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-22 | 中国石油大学(华东) | 一种确定油藏泡沫渗流气泡生成与破灭速度的方法和装置 |
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| CN113720736B (zh) * | 2021-07-26 | 2024-05-31 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种微纳米气泡观测装置及方法 |
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