[发明专利]液滴蒸发速率的测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种液滴蒸发速率的测量系统，其特征在于，该系统可实时计算出某一时刻液滴的蒸发速率，包括：图像采集模块、图像处理模块和蒸发速率计算模块；

所述的图像采集模块包括：CCD摄像头，用于对液滴监控摄像，并将捕捉到的PAL制式模拟视频流传送到图像采集卡；所述的图像采集卡用于对PAL制式模拟视频流进行解码、同步分离之后，将分离得到的数字液滴图像信号传送至图像处理模块；

所述的图像处理模块，用于对每隔Δt时间间隔的单帧图像的数字液滴图像信号进行分析处理，得到t时刻液滴图像的轮廓线，并传送至蒸发速率计算模块；

所述的蒸发速率计算模块，用于根据从图像处理模块获得液滴轮廓线计算出t时刻液滴的表面积和体积，并再根据经过Δt时间之后液滴表面积和体积的变化，最终由时间间隔计算得到液滴单位面积单位时间内的蒸发速率。

2.根据权利要求1所述的液滴蒸发速率的测量系统，其特征在于，所述的图像处理模块采用轮廓拟合得到t时刻液滴轮廓，得到以象素为单位的液滴高度H和每一行的象素个数，即横截面直径D_i，i＝1，2...N，N是行数；根据数值积分的方法，

叠加圆台的侧面积C_i得到液滴的表面积S：

S=Σi=1NCi=πliΣi=1N(ri+ri+1)=12πliΣi=1N(Di+Di+1)---(5)]]>

其中，r_i是第i行圆台的半径，ΔH是一个象素的高度，ΔH＝1，π是圆周率；

叠加横截面积A_i得到液滴的体积V：

V=Σi=1HAi=π4Σi=1HDi2ΔH---(6)]]>

由公式(5)和(6)计算得到t时刻液滴的表面积S₁和体积V₁，最后，经过Δt时间，再次采集液滴的图像，再次计算液滴的表面积S₂和体积V₂，从而根据下式得到液滴在这段时间内的平均蒸发速率：

υ=ΔVρΔtSmean=(V1-V2)ρΔt(S1+S2)/2---(7)]]>

其中，S_mean是Δt内的平均表面积，S_mean＝(S₁+S₂)/2；ΔV是时间Δt内体积的变化量，ΔV＝V₁-V₂；ρ是液滴密度。