显微散焦粒子识别与追踪测速

来源：计算机测量与控制杂志2016年第8期北京时间：

作者：赵攀杰,王昊利,汪兵,韩威俊

单位：中国计量学院

摘要：根据三孔挡板散焦成像的原理,使用高速散焦显微粒子测速装置开展三维显微粒子追踪测速研究。在粒子散焦像识别的过程中利用了其对应三角模型相似的特点,通过散焦像斑灰度呈二维高斯分布特征计算其质心。在粒子三维位置测量算法分析的过程中选择了多达29颗的样品粒子,对29组不同深度的数据采用线性拟合的方式进行粒子深度方向的标定,并用二元多项式对870组数据拟合获得了关于粒子平面位置漂移的补偿函数。针对长直微通道内雷诺数Re分别为0.05和0.1的流场进行了验证性测量,采用20′0.4显微物镜,使用高速CMOS相机对直径为2mm的粒子进行追踪。结果显示,计算出的示踪粒子速度分布与数值仿真曲线吻合良好。

关键词：散焦成像;模型识别;粒子测速;三维追踪

基金资助：国家自然科学基金资助项目(No.11472261, 11172287).