高速摄像技术在两相流场籽粒运动测量中的应用.pdfVIP

维普资讯 第 39卷 第 4期 东 北 农 业 大 学 学 报 39f41：22~24 2008年 4月 JournalofNortheastAgriculturalUniversity April2008 文章编号 1005—9369(2008)04—0022—03 高速摄像技术在两相流场籽粒运动测量中的应用 周福君 ，张 巍 (1．东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030；2．一拖技术中心研发五部，河南 洛阳 470139) 摘 要：利用高速摄像技术研究多相流场物料籽粒运动规律。文章以振动输送装置 中物料籽粒运动测量中的 应用为例，采用高速摄像系统连续采集流场的图像 ，然后进行图像的分析和处理。对物料籽粒的运动轨迹、速度 信息进行测量的结果表明，利用高速摄像可以很好的研究多相流场的物料籽粒运动规律。 关键词：高速摄像系统；气一固两相流 ；振动输送装置；籽粒运动轨迹 中图分类号：TM152；TB126 文献标识码：A 高速摄像技术采用跟踪每一个籽粒运动规律的 VisionReSearch公司生产的V5．1高速摄像机)、笔 方法，求得流场中运动籽粒的位置、位移、速度和 记本电脑 (HPCompaqM2275TU)、光源 (新闻灯)、 轨迹适合于测量较低籽粒密度的流场籽粒运动。2O 连接摄像机的电源线及网络线以及用于观察拍摄的 世纪9O年代初，高速摄像技术己用于多相流场颗 气一固两相流场 。 粒运动的测量_lJ。但当时的高速摄像记录系统帧记 1．2 试验条件 录速度只有数百帧 ·s～，在很大程度上限制了高速 气力式振动输送试验台振动频率为450rm·in、 摄像技术在流场测试方面的应用。一方面，由于帧 振幅为 15mm、振动底板的倾斜角度为 l5。。为了 记录速度低，测量仅限于低速流场，另一方面，由 增加流场中物料籽粒与背景的对比度和吸收杂乱的 于籽粒像点采用人工判读，图像处理效率很低。进 反射光，拍摄背景采用 白色的麻面 白纸。摄像机拍 入 21世纪，随着高速摄像技术的飞速发展，高速 摄频率500pps，曝光时间800txs，拍摄分辨率为 摄像系统可以直接得到数字化图像，而且最大帧记 l024x512。 录速率己经达到24000帧 ·S～。如果把高速摄像系 流场是由水稻籽粒以及杂草等固体与高速气流 统与处理精度较高的图像处理系统结合起来，就可 构成的气一固两相流场。 以迅速获得满足实际需要的测量结果。因此，把高 2 结果与分析 速摄像技术用于测量多相高速流场粒子 (包括固体 颗粒、液滴、雾滴和气泡)运动，己成为可能2J【。 2．1 物料籽粒运动参数的分析步骤 本文以振动输送装置中物料籽粒运动测量中 本试验所用的图像处理软件是高速摄像机 自带 的应用为例 ，介绍高速摄像技术在气一固两相流籽 的处理控制软件，首先在软件中Measurement菜单 粒运动测量中的应用 ，旨在说明当前高速摄像技 打开的一个单个图像文件进行测量。在进行任何分 术的特点及用于多相流场物料籽粒运动规律研究 析测量以前必须首先执行下列步骤：首先对单位进 方面的优势。 行设置，然后选择Scaling指令，为一部完整的电影 文件设置一个 比例，然后点击 SeeCreate／Opena l 高速摄像系统及试验装置