[发明专利]一种水滴直径的测量方法

说明书

技术领域

本专利涉及到光学工程、数据信号处理、软件工程等领域，具体来说是一种测量速度较低，相互间隔较远，不会相互影响的低速稀疏水滴直径的测量方法。 

背景技术

测量水滴直径的方法主要有：色斑法、面粉法、激光法、摄影法、浸入法等。色斑法和摄影法是应用比较广泛的水滴直径测量方法，这两种方法都是利用到水滴在同一材料上形成的色斑大小与水滴的直径大小成正比的假定，预先率定好水滴直径与色斑直径的关系，然后通过量水滴在滤纸、晒图纸、相纸等材料上形成的色斑大小推断出水滴的直径，或者是摄影图像的成像计算出水滴的直径。这两种方法都有相同的部分，就是根据水滴的周向判断水滴的直径，没有考虑厚度方向。而实际情况是水滴在空气中运动时，由于受到空气阻力的作用，往往是成椭球形，为了提高精度就不能完全按球形考虑水滴的直径。本专利就提出一种按椭球计算水滴的体积的模型，并换算成就球形计算出水滴的当量直径的方法。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种测量速度较低，相互间隔较远，不会相互影响的低速稀疏水滴直径的测量方法，以椭球形模型对水滴进行分析，得到更加符合实际情况的高精度水滴直径。 

本发明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。 

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，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精准值为 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 

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可得 

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