[发明专利]一种水滴直径的测量方法

权利要求书

1.本发明一种水滴直径测量方法，其特征在于：通过以下步骤来完成：

步骤1：设备调试；

开启光源与光强感应器，使光源发出的光照照向凹面镜，通过调整凹面镜角度，使光照通过凹面镜平行射出，并照射到光强感应器中的光强感应阵列上；被测水滴由凹面镜与光强感应器间经过；

步骤2：测得无水滴时光强感应阵列上各个阵列元素的光照强度；

每间隔30秒，通过光强感应器测得光强感应阵列上各个阵列元素a_ij的光照强度I_ij，通过分析处理装置接收三次光照强度I_ij，取平均值为无水滴情况下各个阵列元素的光照强度；其中，i为光强感应阵列横坐标，j为光强感应阵列纵坐标；

步骤3：获得被测水滴在光强感应阵列上投影的最大长度L；

令被测水滴在光强感应阵列上投影为区域A，则区域A上的阵列元素a_pq上的光强发生衰减，通过光强感应器测得区域A上的阵列元素a_pq上衰减后的光强为根据区域A内所有阵列元素的坐标位置，选择间距最大的两个阵列元素和且得到和之间的距离L；

步骤4：获得被测水滴在光强感应阵列上投影的最大宽度W；

在区域A内选择两个阵列元素和使和连线与和连线相互垂直，且和之间的距离W为和垂直方向上的最大距离；

步骤5：获得区域A中光强衰减最大的阵列元素

根据步骤3中获得的无水滴情况下光强感应阵列上每个阵列元素的光照强度的精准值，得到区域A中无水滴时阵列元素a_pq的对应的光照强度精准值则在区域A中，光强衰减最大的阵列元素为中的最大值所对应的阵列元素，且阵列元素在无水滴时光照强度为穿过水滴衰减后阵列元素的光照强度

步骤6：测得被测水滴直径；

根据

dII=-c1dh---(1)]]>

可得

I=I0e-c1h---(2)]]>

则h=-1/c1lnIIO---(3)]]>

上式中，h为均匀水滴的厚度，I为初始入射光穿过厚度为h的均匀水滴衰减后的光强，I₀为初始入射光光强，c₁为衰减系数；

由此可以得出被测水滴的厚度H，即：

则：

H=-1c1lnIapmqm′I‾apmqm]]>

根据步骤4得到的W与步骤5得到的L，通过椭球形的体积公式，得到：

令被测水滴的直径为D，则：

令V_球＝V_椭球，可得

D=LWH3.]]>

2.如权利要求1所述一种水滴直径测量方法，其特征在于：所述光强感应器的光强感应阵列上设置有厚度均匀的透明膜，令c₂为透明膜的衰减系数，透明膜厚度为h′，则：

令k=e-c2h′,]]>可得：

I_透明膜＝kI_0透明膜

其中I_0透明膜为透明膜上的入射光强，I_透明膜为经过透明膜后衰减的光强；由此在光强感应阵列上具有透明膜时，被测水滴的厚度为：

H=-1c1lnIapmqm′kI‾apmqmk.]]>