[发明专利]一种丝状物料在气流床矩形提升管中三维颗粒浓度信息的测量装置和方法

权利要求书

1.一种丝状物料在气流床矩形提升管中三维颗粒浓度信息的测量装置，其特征在于，包括弧形光源、匀光器、提升管、高速CCD相机以及图像后处理单元；

所述弧形光源发出的光线依次穿过直角匀光器、提升管的横截面，高速CCD相机的物镜；

所述提升管四壁由透明材质围成、截面为矩形；

所述图像后处理单元与高速CCD相机连接。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述弧形光源上的每一发光点距离高速CCD相机物镜中心点的距离相等。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述高速CCD相机的物镜方向与矩形提升管截面长轴中心线的夹角为45°。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述直角匀光器紧贴提升管外壁布置。

5.一种丝状物料在气流床矩形提升管中三维颗粒浓度信息的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，用高速CCD相机拍摄记录45°视场方向的柔性丝状颗粒流动信息，然后将图片二值化；

步骤二，建立图像中像素点灰度分布函数和提升管中颗粒浓度分布函数之间的关系：

步骤三，求得提升管中颗粒浓度分布函数的二阶精度的二元泰勒展开式；

步骤四，对步骤二、步骤三得到的图像中像素点灰度分布函数和提升管中颗粒浓度分布函数关系式进行求解，最终得到提升管中颗粒浓度分布函数。

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，步骤二所述关系的表达式为：

其中g(l)是图像中l处像素点灰度，在此方程中为已知量，l为图片中相应像素点的水平坐标，

f(x,y)为提升管中颗粒浓度分布函数，x、y分别为笛卡尔坐标下的x轴、y轴坐标，

l为图片中相应像素点的水平坐标，

a，b分别为矩形截面长轴和短轴长度。

7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，步骤三所述提升管中颗粒浓度分布函数的二阶精度的二元泰勒展开式的最终表达式为：

其中，

。

8.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，步骤四所述f₀—f₅通过多元回归得到。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，步骤四所述最终得到的提升管中颗粒浓度分布函数为：

f(x,y)＝f₀+f₁x+f₂y+f₃x²+2f₄xy+f₅y²。