[发明专利]一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法

权利要求书

1.一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，该方法通过实验获得脱焦液滴尺寸与真实液滴尺寸的规律，包括如下步骤：

步骤1，利用高速摄像机配合长焦显微镜头，同时利用一根毛细管将一个液滴悬挂于能够三维移动的高精度电动位移台并调整好光路，拍摄得到同一液滴相同放大倍数下的清晰液滴图像及无液滴的背景图像，并利用标定板对视窗内的像素数进行标定，得到每个像素所代表的真实长度；

步骤2，通过调节电动位移台，保持液滴上下左右方向位置不变，通过改变前后位置获得不同脱焦距离ε下的液滴成像照片；

步骤3，分别改变长焦显微放大倍数即长焦显微的工作距离L和悬挂液滴粒径D，重复步骤1、2的操作，获得多张液滴图像；

步骤4，将获得的每一张液滴图像利用matlab程序分别转化成灰度图像并设定一个灰度阈值，找到液滴中点所在位置并获得此纵坐标下第一次和最后一次达到此灰度阈值的区间像素数同时依据标定数值获得灰度直径D_g，以及液滴左右两侧的灰度变化梯度的平均值K；

步骤5，将获得的不同情况下的数据进行函数拟合，不同情况下的数据包括自变量：长焦显微的工作距离L、液滴粒径D和脱焦距离ε，以及因变量：灰度直径D_g和灰度梯度K，得到他们之间的对应关系：

K＝f(ε，L)                             (1)

D_g＝g(D，ε，L)                         (2)

通过获得的函数关系修正脱焦液滴的真实粒径；

步骤6，在获得脱焦液滴成像时，通过拍摄情况已知自身放大倍数或长焦显微的工作距离L，通过利用步骤4的方法在matlab程序获得液滴成像的灰度图、灰度直径D_g、以及液滴左右两侧的灰度变化梯度的平均值K；

步骤7，根据步骤5得到的函数对应关系(1)以及步骤6获得的L和K获得这张脱焦液滴成像的脱焦距离ε，再根据函数对应关系(2)利用步骤6获得的灰度直径D_g得到修正得到的液滴真实粒径D。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，高速摄像机的型号为Phantom V611。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，长焦显微的工作距离范围为530～1520mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，长焦显微的工作距离范围为530mm、630mm、730mm、930mm或1130mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，长焦显微镜头的型号为Questar QM1。

6.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，步骤1中，利用标定板尺寸为1mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，步骤1中，利用标定板对视窗内1mm的像素数进行标定。

8.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，液滴粒径分布在0.9～2mm之间。

9.根据权利要求1所述的一种基于偏焦距离定量标定的脱焦液滴尺寸测量方法，其特征在于，脱焦距离为0.5～15mm之间。