RU2017103913A - Способ и устройство синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона - Google Patents
Способ и устройство синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017103913A RU2017103913A RU2017103913A RU2017103913A RU2017103913A RU 2017103913 A RU2017103913 A RU 2017103913A RU 2017103913 A RU2017103913 A RU 2017103913A RU 2017103913 A RU2017103913 A RU 2017103913A RU 2017103913 A RU2017103913 A RU 2017103913A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microparticle
- speed
- rotation
- field
- synchronous
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 13
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 title claims 13
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 241001085205 Prenanthella exigua Species 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
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
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01P3/38—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light using photographic means
-
- 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
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1429—Signal processing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/246—Analysis of motion using feature-based methods, e.g. the tracking of corners or segments
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/292—Multi-camera tracking
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/90—Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums
-
- 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
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
-
- 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
- G01N2015/1027—Determining speed or velocity of a particle
-
- 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
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1434—Optical arrangements
- G01N2015/144—Imaging characterised by its optical setup
- G01N2015/1445—Three-dimensional imaging, imaging in different image planes, e.g. under different angles or at different depths, e.g. by a relative motion of sample and detector, for instance by tomography
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10016—Video; Image sequence
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30241—Trajectory
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Claims (20)
1. Способ синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона, содержащий:
(1) использование прозрачной микрочастицы, содержащей два внутренних ядра, обладающих одинаковым диаметром и расположенных центросимметрично, в качестве частицы для испытания на вращение;
(2) синхронный прием двух групп из серий двумерных изображений движения микрочастицы в поле гидроциклона с использованием двух перпендикулярно расположенных высокоскоростных цифровых фотокамер; и
(3) реконструкцию трехмерной траектории движения микрочастицы из двух групп серий синхронных изображений и одновременно определение скорости вращения микрочастицы в поле циклона.
2. Способ по п. 1, в котором частица для испытания на вращение представляет собой сферическую частицу, обладающую прозрачной или полупрозрачной оболочкой и содержащую две центросимметрично расположенные частицы внутреннего ядра, которые обладают насыщенным цветом и одинаковым диаметром, причем частица для испытания обладает диаметром менее 500 микрон и высокой микродисперсностью (коэффициент вариации <5%).
3. Способ по п. 1, в котором две высокоскоростные цифровые фотокамеры расположены перпендикулярно, погрешность синхронной фотосъемки составляет менее 10 микросекунд, а глубина резкости двух высокоскоростных фотокамер составляет не менее 20% от диаметра поля циклона.
4. Способ по п. 1, при этом в способе реконструируют траекторию трехмерного движения в зоне, подлежащей испытанию, путем подгонки двумерных траекторий движения микрочастицы в двух группах серий синхронных изображений.
5. Способ по п. 1, при этом в способе определяют скорость вращения микрочастицы путем анализа частоты перекрытий и разделений проекций двух внутренних ядер в микрочастице в серии изображений, при этом частица для испытания обладает точностью различения угла вращения 90 градусов.
6. Способ по п. 1, при этом в способе одновременно определяют поворотное движение микрочастицы в поле гидроциклона вокруг геометрического центра поля циклона и вращательное движение вокруг своей собственной мгновенной оси.
7. Способ по п. 1, в котором поле гидроциклона обладает максимальной тангенциальной скоростью не более 10 м/с.
8. Способ по п. 5, при этом в способе используют только одну из высокоскоростных фотокамер для определения скорости вращения частицы, а другую используют для трехмерного позиционирования.
9. Устройство для синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона, содержащее:
экспериментальную установку (1) циклонного разделения для обеспечения поля циклона для испытания; две высокоскоростные цифровые фотокамеры (2) для синхронного измерения; источник (3) люминесцентного излучения на основе СИДа большой мощности для обеспечения яркого белого света; синхронный триггер (4) для высокоскоростных цифровых фотокамер; и компьютер (5) для управления высокоскоростными цифровыми фотокамерами и хранения данных.
10. Устройство по п. 9, в котором экспериментальная установка циклонного разделения представляет собой систему циркуляции, при этом экспериментальная установка содержит резервуар (1-1) для хранения жидкости и соединенный с резервуаром вихревой насос (1-2) для сжатия жидкости, при этом выход вихревого насоса (1-2) разделяется на два пути, по одному из которых текучая среда идет назад в резервуар (1-1) через клапан (1-3-2) обратного потока, а по другому из которых другая жидкость проходит через регулятор (1-3-1) расхода и через соединитель (1-4-3) для подачи частиц, а затем входит в микроциклон (1-5) из оптического кварцевого стекла, при этом текучая среда как из верхней, так и из нижней частей микроциклона из кварцевого стекла возвращается в резервуар (1-1), при этом манометр расположен на каждом из входа и двух выходов микроциклона из кварцевого стекла, а на входе и на верхнем выходе дополнительно расположены расходомер и регулирующий клапан.
11. Устройство по п. 9 или 10, в котором внутри соединителя (1-4-3) для подачи частиц расположена игла из нержавеющей стали, имеющая внутренний диаметр 1,5 мм, при этом игла впрыскивает микрочастицу для испытания через вход микроциклона (1-5) в поле циклона.
12. Устройство по п. 9, в котором одна (2-1) из высокоскоростных цифровых фотокамер имеет частоту кадров 10000 кадров в секунду или более, минимальную выдержку 1 микросекунда или менее и разрешение 800 × 600 или более; а другая (2-2) из высокоскоростных цифровых фотокамер имеет частоту кадров 2000 кадров в секунду или более, минимальную выдержку 1 микросекунда или менее и разрешение 800 × 600 или более.
13. Устройство по п. 9, в котором в двух высокоскоростных цифровых фотокамерах использован макросъемочный объектив.
14. Устройство по п. 9, в котором источник люминесцентного излучения на основе СИДа большой мощности имеет цветовую температуру освещения 5500-8000K и световой поток 12000 лм или более.
15. Устройство по п. 10, в котором микроциклон из оптического кварцевого стекла имеет номинальный диаметр 40 мм или менее, рабочее давление на входе 0,1-0,3 МПа и рабочую температуру 50°C или менее.
16. Устройство по п. 12, в котором высокоскоростная цифровая фотокамера (2-1) может фотографировать вращение одиночной микрочастицы.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410323160.XA CN104049100B (zh) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | 液体旋流场中微米级颗粒自转速度测试方法及装置 |
CN201410323142.1 | 2014-07-08 | ||
CN201410323160.X | 2014-07-08 | ||
CN201410323142.1A CN104062091B (zh) | 2014-07-08 | 2014-07-08 | 液体旋流场中微粒自转的同步高速摄像方法及装置 |
PCT/CN2015/081425 WO2016004810A1 (zh) | 2014-07-08 | 2015-06-15 | 液体旋流场中微颗粒自转的同步高速摄像方法及装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017103913A true RU2017103913A (ru) | 2018-08-08 |
RU2017103913A3 RU2017103913A3 (ru) | 2018-08-08 |
RU2665344C2 RU2665344C2 (ru) | 2018-08-29 |
Family
ID=55063563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103913A RU2665344C2 (ru) | 2014-07-08 | 2015-06-15 | Способ и устройство синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10598585B2 (ru) |
RU (1) | RU2665344C2 (ru) |
WO (1) | WO2016004810A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106645279B (zh) * | 2016-12-06 | 2023-09-01 | 天津商业大学 | 一种液固两相脉动流换热特性实验装置 |
CN113804166B (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-08 | 西南交通大学 | 一种基于无人机视觉的落石运动参数数字化还原方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4237440C1 (de) | 1992-11-06 | 1994-03-10 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Vorrichtung zur dreidimensionalen Bestimmung von Strömungen |
JP3453577B2 (ja) | 1994-11-11 | 2003-10-06 | 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース | 微小重力下における流速分布計測装置 |
ES2197267T3 (es) * | 1996-09-05 | 2004-01-01 | Robert Bosch Gmbh | Procedimiento y dispositivo para registrar estructuras de corriente tridimensionales. |
DE19928698A1 (de) * | 1999-06-23 | 2000-09-21 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Vorrichtung zur Durchführung von PIV-Messungen |
US7869011B2 (en) * | 2003-12-22 | 2011-01-11 | Novo Norkisk A/S | Apparatus and methods for analysis and sorting of particles such as polymer beads |
JP4965561B2 (ja) * | 2005-04-29 | 2012-07-04 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | サイトメータ細胞計数及びサイズ測定システム |
KR100973830B1 (ko) * | 2008-04-29 | 2010-08-03 | 포항공과대학교 산학협력단 | 다중 평면용 입자영상유속 측정 장치 |
CN101509931B (zh) | 2009-03-16 | 2011-04-27 | 浙江大学 | 在线测量管内颗粒二维速度和粒径分布的方法和装置 |
JP5469483B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2014-04-16 | 株式会社フォトロン | 流体解析装置および流体解析方法 |
WO2011163608A2 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | University Of Utah Research Foundation | Pressure sensitive microparticles for measuring characteristics of fluid flow |
AU2012245075B2 (en) * | 2011-04-20 | 2016-12-08 | 4Dx Limited | Method and device for trapping and analysing cells and the like |
CN102435770B (zh) | 2011-09-27 | 2013-03-13 | 北京航空航天大学 | 一种单相机三维体视粒子图像测速系统 |
CN102494869B (zh) * | 2011-12-27 | 2013-11-27 | 东南大学 | 稠密两相流颗粒速度和浓度空间分布的测量装置 |
CN102853990B (zh) * | 2012-10-08 | 2014-12-31 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 超声速流场npls三维结构显示系统及方法 |
CN102944507B (zh) * | 2012-10-31 | 2015-09-30 | 东南大学 | 一种轻质异形颗粒曳力系数的测量装置及测量方法 |
CN103197095B (zh) | 2013-04-08 | 2015-08-12 | 天津大学 | 分层同步三维粒子图像测速方法与装置 |
CN104062091B (zh) * | 2014-07-08 | 2016-08-31 | 华东理工大学 | 液体旋流场中微粒自转的同步高速摄像方法及装置 |
CN104049100B (zh) * | 2014-07-08 | 2017-02-22 | 华东理工大学 | 液体旋流场中微米级颗粒自转速度测试方法及装置 |
-
2015
- 2015-06-15 US US15/324,552 patent/US10598585B2/en active Active
- 2015-06-15 WO PCT/CN2015/081425 patent/WO2016004810A1/zh active Application Filing
- 2015-06-15 RU RU2017103913A patent/RU2665344C2/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2665344C2 (ru) | 2018-08-29 |
US10598585B2 (en) | 2020-03-24 |
US20180356329A1 (en) | 2018-12-13 |
RU2017103913A3 (ru) | 2018-08-08 |
WO2016004810A1 (zh) | 2016-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203287677U (zh) | 微型光学影像装置 | |
RU2017103913A (ru) | Способ и устройство синхронной высокоскоростной фотосъемки вращения микрочастицы в поле гидроциклона | |
CN104880457B (zh) | 一种非接触式污染物浓度扩散检测系统及方法 | |
CN104062091B (zh) | 液体旋流场中微粒自转的同步高速摄像方法及装置 | |
CN101619962A (zh) | 基于全彩色全景led光源的主动三维立体全景视觉传感器 | |
CN103611423B (zh) | 一种中空纤维膜的水通量和截留率测试装置 | |
CN206211264U (zh) | 光束重组耦合装置 | |
CN209448806U (zh) | 一种智能工业相机 | |
CN108398844A (zh) | 可拍摄浑浊水体中浮游生物剪影的水下背影成像系统 | |
CN104949904B (zh) | 一种检测流体磁性颗粒的装置与方法 | |
CN107561044B (zh) | 两相管道视窗、测量系统、视图获取方法、三维重构方法及空泡率测量 | |
CN203837664U (zh) | 形状测量装置 | |
CN102937427A (zh) | 大功率发光二级管频闪的旋翼椎体成像测试仪及测量方法 | |
CN211014006U (zh) | 一种液体检测装置 | |
WO2018149011A1 (zh) | 一种用于光纤照明的准直耦合系统 | |
CN104390791A (zh) | 一种内燃机缸盖鼻梁区沸腾可视化实验装置 | |
CN208126074U (zh) | 一种可拍摄浑浊水体中浮游生物剪影的水下背影成像系统 | |
CN206637275U (zh) | 一种led耦合结构 | |
CN219227692U (zh) | 可视化管道多角度拍摄装置 | |
JP2009218169A (ja) | フルネルレンズを用いた面照明装置 | |
CN204515236U (zh) | 一种圆柱体球体表面展开仪 | |
RU2011135133A (ru) | Устройство определения пространственной ориентации объектов | |
CN202869454U (zh) | 大功率发光二极管频闪的旋翼椎体成像测试仪 | |
CN205827051U (zh) | 一种leduv灯平行曝光机 | |
EA201991796A1 (ru) | Система визуализации для подсчета и определения размера частиц в заполненных текучей средой сосудах |