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1、第29卷第10期光学学报Vol.29,No.102009年10月ACTAOPTICASINICAOctober,2009文章编号:02532239(2009)10284206基于机器视觉的细水雾液滴尺寸测量与分析1,21112袁江涛杨立王小川张健金仁喜(1海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉430033;2海军潜艇学院,山东青岛266071)摘要为了满足科研与工程中对细水雾液滴尺寸测量的高精度低成本要求,对雾滴尺寸的机器视觉测量方法进行了深入研究。在自行建立的高压喷雾系统与雾滴采集装置上对细水雾液滴进行了采样,用显微镜及其CCD相机对
2、雾滴样本进行了图像采集,用图像处理软件对采集的雾滴图像进行了处理与分析,测量并统计了5966个雾滴,得到了雾滴尺寸的频谱分布和累积分布以及雾滴平均直径和特征直径,将测量结果与相位多普勒粒子分析仪(PDPA)的测量结果进行了比较。结果表明,机器视觉方法可测量的最小雾滴直径约4.39m;机器视觉测量结果与PDPA测量结果相当接近,两种方法测得的细水雾液滴平均直径和特征直径的相对误差均在5%以内,雾滴尺寸均匀度指数的相对误差为0.27%。关键词图像处理;雾滴尺寸;机器视觉;图像采集中图分类号TP302文献标识码Adoi:10.3788/AOS200
3、92910.2842MeasurementandAnalysisofWaterMistDropletSizeBasedonMachineVision1,21112YuanJiangtaoYangLiWangXiaochuanZhangJianJinRenxi1CollegeofNavalArchitectureandPower,NavalUniversityofEngineering,Wuhan,Hubei430033,China2NavalSubmarineAcademy,Qingdao,Shandong266071,ChinaAbstractIno
4、rdertomeetingthedemandofmeasuringthewatermistdropletsizewithhighaccuracyandlowcost,themachinevisionmeasuringtechniqueforthedropletsizewasstudiedindepth.Thewatermistdropletsweresampledinselfbuildinghighpressuresprayingsystemanddropletscollectingdevice,thephotosofthedropletssamplewere
5、takenbythemicroscopeanditsCCDcamera,thedropletssamplephotoswereprocessedandanalysedusingtheimageprocessingsoftware.Thetotalnumberofthemeasuredandcounteddropletswas5966.Thedropletsizespectral,cumulativedistributionandthedropletmeanandindicateddiameterwereobtained.Themachinevisionmeasu
6、ringresultswerecomparedwiththePDPAmeasuringresults.Resultsindicatethattheminimumdropletwhichthemachinevisiontechniquecanbeusedtomeasureis4.39m,andthemachinevisionresultsareclosetothePDPAmeasuringresults.Therelativeerrorsofthewatermistdropletmeanandindicateddiameterarelessthan5%,andt
7、hatofthedropletsizedispersioncoefficientis0.27%.Keywordsimageprocessing;dropletsize;machinevision;imagecollecting1引言法以及光学测量方法。机械测量方法简单,设备成喷雾技术在工业、农业、消防、医学以及日常生本投入少,但费时费力,测量精度不高;电子测量方活中都有广泛的应用[1]。雾滴尺寸及其分布是衡量法准确迅速,但仅限于测量运动速度小于10m/s的雾滴;以相位多普勒粒子分析仪(PDPA)和马尔文喷雾质量的重要参数之一。雾滴尺寸测量方法按照测量原理
8、可分为3类,即机械测量方
