[发明专利]餐饮油烟颗粒物浓度和粒度在线测量方法

权利要求书

1.一种餐饮油烟颗粒物浓度和粒度在线测量方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)、测量前将测量系统中激光器、镜头和相机布置于标准油烟发生装置上，激光器布置在油烟管道一侧面，光束照亮标准油烟发生装置发出的颗粒群，镜头光轴与激光光束垂直，相机通过镜头拍摄的颗粒散射光图像送入计算机，已知颗粒物浓度C₀、粒径D₀和相对折射率m₀的球形颗粒，对测量系统进行标定，获得不同波长下测量系统响应系数k₁；

2)、将步骤1)标定后测量系统中的激光器、镜头和相机用步骤1)相同的方式固定于餐饮油烟测量段上，打开相机的图像采集软件；调节镜头焦距并对焦于激光照明区域，调节相机曝光时间、增益和画幅大小，使图像灰度最大值小于图像饱和灰度；

3)、重复拍摄测量工况下的多张颗粒散射光图像并取平均，并将获取的图像保存至计算机；

4)、提取颗粒对不同波长激光的散射光图像灰度沿激光照射方向的分布，即不同角度区域下的光散射积分信号，将光束沿激光光轴方向分段统计图像灰度即可获得不同角度范围下散射光积分信号，并对其进行归一化处理，得到每段光束图像灰度占总光束图像灰度的比率G’；

5)、将颗粒系散射光能E对颗粒粒径进行离散，按下面公式(3)，根据理论模型获得系数矩阵T；

其中，下标i、j、k分别为颗粒粒径分档数、光束分段数以及波长个数；λ为入射光波长；I₀为入射光强；D为颗粒粒径；ρ为颗粒的密度；i₁为垂直散射面的散射强度函数；i₂为平行散射面的散射强度函数；θ为散射角，即散射点和镜头主点连线与激光光束轴向的夹角；θ₁到θ₂为成像位置对应的相机接收光能的散射角范围；m为颗粒相对介质折射率；为方位角，由公式(2)计算，

6)、通过反演算法求解公式(4)，得到粒径分布F_V(D)；

G’＝T·F_V(D) (4)

7)、已知粒径分布F_V(D)，结合公式(5)和公式(1)，计算获得颗粒物质量浓度C：

G＝k₁·Eτ (5)

其中，G为测量区图像灰度；τ为相机曝光时间；E为颗粒系散射光能。