1.一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置, 包括箱体(1)、光源(2)、计算机(3)和高速相机(4),其特征在于:所述箱体(1)内设有水泵(5)和气泡碎化器(6),所述水泵(5)与气泡碎化器(6)一端相连,所述气泡碎化器(6)中心与进气管(7)相连,所述进气管(7)上设有调节阀(8),所述光源(2)设置在箱体(1)外侧,所述高速相机(4)设置在箱体(1)外侧,且对准气泡碎化器(6)另一端端口处,所述高速相机(4)与计算机(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置,其特征在于:所述气泡碎化器(6)包括管体(9),所述管体(9)一端为流体入口端(10),另一端为流体出口端(11),所述管体(9)的中心开有气体吸入口(12),所述管体(9)内腔由收缩段(13)、喉部(14)、扩张段(15)和环腔(16)组成,所述收缩段(13)设置在流体入口端(10)处,所述扩张段(15)设置在流体出口端(11)处,所述喉部(14)设置在收缩段(13)和扩张段(15)之间,所述环腔(16)设置在喉部(14)下端。
3.根据权利要求1所述的一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置,其特征在于:所述计算机(3)内设有图像信号调理模块,所述图像信号调理模块包括运算放大器(17)、两级场效应宽带放大器(18)以及扼流线圈(19),所述运算放大器(17)的一个输入端分别连接电阻B(2a)一端和电容B(2b)一端,电容B(2b)另一端接地,电阻B(2a)另一端分别连接电阻A(1a)一端和电容A(1b)一端,电容A(1b)另一端连接运算放大器(17)的输出端,运算放大器(17)的另一输入端分别连接电阻C(3a)一端和电阻D(4a)一端,电阻C(3a)另一端接地,电阻D(4a)另一端连接运算放大器(18)的输出端;所述两级场效应宽带放大器(18)的第一端(181)连接电容E(5b)一端,电容E(5b)另一端连接电阻F(6a)一端,电阻F(6a)另一端连接运算放大器(17)的输出端,两级场效应宽带放大器(18)的第二端(182)通过扼流线圈(19)分别连接电容F(6b)一端、电容G(7b)一端、电容H(8b)一端,且电容F(6b)另一端、电容G(7b)另一端、电容H(8b)另一端均接地,两级场效应宽带放大器(18)的第三端(183)通过电容D(4b)、电阻E(5a)连接运算放大器(17)的输出端,两级场效应宽带放大器(18)第四端(184)接地。
4.实现权利要求1所述的一种文丘里管掺气气泡微米级直径的测量装置的测量方法,其特征在于:其测量方法包括以下步骤:
A、开启水泵(5)和进气管调节阀(8),流体从流体入口端(10)进入收缩段(13)后压力减小,流速增加,同时空气从气体吸入口(12)进入,在喉部(14)流速达到最大值,最后经扩张段(15)压力逐渐恢复,流速降低,流体从流体出口端(11)流出;
B、高速相机(4)拍摄流体出口端(11)流出流体的图像,并通过计算机(3)中图像信号调理模块处理后发送至计算机(3)内控制模块;
C、控制模块对采集的图像进行灰度化、直方图均衡化、背景均匀化、阈值分割及边缘提取操作;
D、最后与高速相机(4)在同等拍摄条件下进行已知尺寸的标定物进行比较,得到流体中气泡的实际尺寸。