粒子場數(shù)字全息測量方法研究.pdf

1、粒子場測試與診斷在科研、工程等領(lǐng)域具有重要的意義。粒子場數(shù)字全息測量是將數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)的光學(xué)全息技術(shù)結(jié)合，粒子場全息圖直接以數(shù)字方式記錄在CCD上，再以數(shù)字方式再現(xiàn)，同時獲得3D粒子場的振幅和相位的全部信息，通過對再現(xiàn)像的分析獲得粒子的直徑、位置、速度等參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)粒子場測量。因此，數(shù)字全息術(shù)在粒子場測量方面顯示了巨大的潛在性和優(yōu)越性，已發(fā)展成一種新的測試工具，并成功的應(yīng)用于實(shí)際粒子場測量。 本文在對數(shù)字全息基本理論研究基礎(chǔ)之

2、上，主要研究粒子場數(shù)字全息測量方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際噴霧場測量，所做的主要工作如下： 1.對粒子場數(shù)字全息測量的基本理論進(jìn)行了研究。 2.提出一種基于Hough變換的數(shù)字全息粒子尺寸位置測量方法，并對粒子場閾值提取、灰度梯度判焦和灰度合成圖兩種判焦準(zhǔn)則進(jìn)行了研究，給出了基于灰度合成圖判焦時，粒子軸向位置坐標(biāo)的確定方法。對2D粒子場和3D粒子場進(jìn)行了計算機(jī)模擬，對直徑為90μm的標(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測量結(jié)果：粒子直徑為

3、92.54μm，絕對誤差為2.54μm，給出了3D粒子場分布，實(shí)現(xiàn)粒子尺寸和3D位置測量。研究結(jié)果證明了該方法的可行性。 3.對利用CW（連續(xù)）激光器和高速CCD數(shù)字記錄動態(tài)噴霧粒子場的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，并對柴油噴霧場和乙醇噴霧場，利用本文提出的粒子測量方法，在不同噴油脈寬和不同測量點(diǎn)進(jìn)行了測量與分析，給出了3D粒子場分布、重量分布和SMD變化曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了數(shù)字全息術(shù)可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)噴霧場的測量。 4.對連續(xù)記錄的序列