[实用新型]一种液膜厚度测量装置

说明书

本实用新型涉及一种液膜厚度测量装置，包括光学照明系统、图像采集系统和图像处理系统，所述光学照明系统用于照射被采集对象；所述图像采集系统用于获取被采集对象被光学照明系统照射后的光信号，并将其转换为电信号；所述图像处理系统用于将被采集对象的电信号和标定参照物的电信号进行对比计算得到被采集对象的真实液膜厚度。本实用新型能够缩短检测时间。

技术领域

本实用新型涉及液膜厚度测量技术领域，特别是涉及一种液膜厚度测量装置。

背景技术

水平降膜管管外的液膜厚度是影响水平降膜管流体流动特性和换热性能的重要因素，液膜太薄换热不够充分，导致管外产生“干斑”，造成能源浪费；液膜太厚增加液体充注量，造成液滴飞溅，导致资源浪费。因此，精确测量管外各个周向角的液膜厚度，实时监测降膜过程的液膜形成、流动和蒸发，对于更好的揭示降膜过程的物理本质、更高效的传热传质具有重要意义。近年来，随着“节能减排”理念的不断深入，使得具有蒸发高效、传热温差小、液体充注量少、换热系数大的水平降膜管换热器广泛应用于化工、核能、动力、制冷等领域。

目前测量液膜厚度的主要方法中，电容法和电导法属于介入式测量，会干扰液膜流动特性，增加测量误差，实际应用较少；光学法、声波法和数字图像处理法属于非接触式测量，其中光学法中的红外热像法受背景温度影响较大，激光光谱法操作复杂、成本高，需要专业的光谱分析仪器，激光诱导荧光技术需要加入荧光素，对流体理化性质造成影响；声波法通常只能测量某点液膜厚度，无法提供液膜厚度的二维分布信息；传统的数字图像处理法主要基于差影法，通过对采集的图像进行人工处理来获取流体液膜厚度信息，具有精度高的优势，但是存在处理时间长、实时性低、自动化程度低、工作强度高、人为误差大等问题，难以满足日益增长的实际需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液膜厚度测量装置，能够缩短检测时间。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种液膜厚度测量装置，包括光学照明系统、图像采集系统和图像处理系统，所述光学照明系统用于照射被采集对象；所述图像采集系统用于获取被采集对象被光学照明系统照射后的光信号，并将其转换为电信号；所述图像处理系统用于将被采集对象的电信号和标定参照物的电信号进行对比计算得到被采集对象的真实液膜厚度。

所述光学照明系统的光源采用发光二极管条形光源，照明方式采用环形光源打光；所述光源的颜色通过波长进行调节，用于增强图像对比度。

所述光学照明系统还包括防护罩，所述防护罩罩在所述被采集对象、光学照明系统和图像采集系统外围，用于减少环境光的变化对图像采集质量的影响。

所述图像采集系统包括镜头和图像传感器；所述镜头由多片透镜和光圈组成，用于变换光束将需要精确测量尺寸的目标成像在所述图像传感器的光敏面；所述图像传感器将被采集对象的光信号转换为电信号。

所述图像采集系统还包括滤光片，所述滤光片放置在所述镜头前，用于过滤噪声光源。

所述图像采集系统还包括冷却器，所述冷却器用于对所述图像传感器进行冷却以降低热噪声。

所述图像处理系统包括图像信号转换器、图像存储器、图像处理器和图像输出设备；所述图像信号转换器用于将被采集对象的电信号转换为数字信号；所述图像存储器用于存储所述数字信号；所述图像处理器根据所述数字信号和标定参照物的数字信号计算出待测液膜的厚度；所述图像输出设备用于显示所述图像处理器的处理结果。

有益效果