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1、第24卷第6期南京林业大学学报Vol.24,No.62000年11月JournalofNanjingForestryUniversityNov.,2000基于计算机视觉的雾滴尺寸测量技术郑加强(南京林业大学机械电子工程学院,江苏南京210037)摘要:对油盘法采集雾滴、计算机视觉测量雾滴尺寸进行了探索,建立了一种基于计算机视觉的雾滴尺寸测量方法。结果表明,基于计算机视觉的雾滴尺寸测量系统得到的雾滴尺寸信息非常接近于用PMS的激光图像化方法测量得到的结果,得到的小于150m的雾滴总体积百分比也很接近,同时该系统测量获得的体积中
2、径与喷雾系统公司提供的雾滴尺寸非常接近。关键词:计算机视觉;雾滴尺寸;测量;图像处理中图分类号:TP302;TH138文献标识码:A文章编号:1000-2006(2000)06-0047-04DropletSizingTechniqueBasedonComputervisionZHENGJiaqiang(CollegeofMechanicalandElectronicEngineeringNanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)Abstract:Thesprayeddropletsweresampledwit
3、hoilcellandthedropletsizesweremeasuredbyuseofcomputervisiontechnique.Thebrandnewdropletsizingtechniquewasdevelopedbasedonthecomputervision.IncomparisonwiththeresultsmeasuredbyusingPMSlaserimagingtechnique,theyhadveryclosedropletsizesandthevolumepercentageofdropletswithlessthan150microme
4、ters.IncomparisonwiththedataprovidedbySprayingSystemsCo.Ltd,theyhadalmostthesameVMDdata.Keywords:Computervision;Dropletsize;Measurement;Imageprocessing喷雾技术广泛应用于农业植保、食品加工、喷雾除尘、药品生产、喷雾冷却、喷涂、金属冶炼、卫生防[1~6]疫和燃料雾化等工业和农业生产过程。大量的应用严格地依赖于平均雾滴尺寸和雾滴尺寸分布,喷雾雾滴尺寸分布对更好地理解和控制这些过程非常重要。如喷洒农药时,既要有效地使用农药,又要
5、使其飘移损失小而对环境的污染最小,就必须考虑雾滴的大小要适当;而在食品、化工、医药等工业中进行喷雾干燥时,雾滴的大小直接影响到产品的颜色、容重、溶解度、扩散性等物理性质。1雾滴尺寸测量方法雾滴尺寸测量的准确性与雾滴采样的方法及测量仪器的精度均有很大的关系。理想的雾滴尺寸测量方法应达到:采样和测量迅速;在整个被测范围内,能获得良好的雾滴尺寸分辨率;能适应液体雾化区和周围空气特性的变化;在测量过程中不干扰雾化过程或喷雾特性;测量方便,经济性好。目前国内外已开发了大量的测量雾滴尺寸的方法,但没有任何一种方法能满足上述所有条件,关键是要找到一种能满足特定领域需要的测量方法。如T
6、ayali和Bates综述了一系列可用来测量多相流体[7]中的粒子、雾滴或气泡尺寸的光学方法,Sidahmed和Yates利用PMS-FSSP探头测量用于农药喷雾收稿日期:2000-02-22基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金([1999]363)和江苏省青蓝工程!科研基金([1998]132,[1998]137)资助项目作者简介:郑加强(1962-),男,浙江洞头人,南京林业大学机械电子工程学院教授,博士。47南京林业大学学报第24卷第6期[10]喷头的雾滴尺寸分布。通常很难获得可靠的雾滴尺寸数据,至今仍未能出现一套非常满
7、意的方法。LeeG.Dodge应用6类17种雾滴尺寸测量仪器(包括PMS、Malvern激光粒谱仪、AerometricsP/DPA、[6]Bete雾滴分析仪、KLD等)对两类喷头进行了对比测试。结果表明,不同仪器的测量存在的系统误差超过了同一喷头在不同时间进行测量所造成的再现性误差。目前较普遍应用的雾滴尺寸测量原理归纳起来有三类。机械方法:如将雾滴冷冻或冷却成固体颗粒进行测量,以及利用不同尺寸雾滴的运动惯性和速度差异特性来区分雾滴尺寸范围等。电气方法:如充电线法(Chargedwire)和热线法(Hotwire)。光学方
