一种基于片光的喷雾特征提取装置及方法
技术领域
本发明涉及激光诊断和喷雾技术领域，尤其是涉及一种基于片光的喷雾特征提取装置及方法。
背景技术
喷雾学已经成为了国际性的研究领域。因为其应用范围广，其可以应用到喷雾燃烧，清洗传感器，清洗玻璃，从火箭喷雾，汽车喷雾到居家生活中的喷雾，喷雾的应用之广远远超出人们的想象。
喷雾特征有微观和宏观之分。微观有喷雾粒径等，宏观有喷雾的横截面积等。其中宏观特性的喷雾面积等特征是喷雾的重要特征。如在清洗领域，相同喷射压力下，喷雾的横截面积越大，说明清洗的范围越广。
而激光诊断因为其不干扰所诊断物的正常过程，从而被广泛应用。因此本发明结合激光诊断于喷雾技术中进行实际应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于片光的喷雾特征提取装置及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于片光的喷雾特征提取装置，该装置包括与喷雾方向相垂直设置的片光系统部分和与喷雾方向正对设置的采集系统部分，所述片光系统部分包括底座，所述底座上设有激光器支架和圆形透镜支架，所述激光器支架上设有激光器，所述圆形透镜支架上设有透镜，所述采集系统部分包括相机。
进一步地，所述的激光器和所述透镜相对于所述底座的高度相同。
进一步地，所述的圆形透镜支架上设有可伸缩式旋盖，所述透镜设置于所述可伸缩式旋盖上，所述透镜通过所述可伸缩式旋盖设置于所述圆形透镜支架上。
进一步地，所述的可伸缩式旋盖的表面形状为圆形。
进一步地，所述的可伸缩式旋盖上还设有用于控制所述可伸缩式旋盖伸缩的可伸缩式旋盖控制杆。
进一步地，所述的可伸缩式旋盖为采用由酚醛塑料制成的可伸缩式旋盖。
进一步地，所述的透镜的表面形状为圆形。
进一步地，所述的透镜采用一字透镜。
本发明还提供一种采用所述的基于片光的喷雾特征提取装置的喷雾特征提取方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：通过设置于所述圆形透镜支架上的可伸缩式旋盖以及设置于所述可伸缩式旋盖上的可伸缩式旋盖控制杆以调节固定所述透镜，并打开所述激光器透过所述透镜形成面光；
步骤2：调整所述面光的朝向与喷雾方向为彼此相互垂直，调整所述相机的朝向正对所述喷雾方向，接着喷雾喷射时与所述面光相交处形成光图；
步骤3：利用所述相机拍摄所述光图，获得对应距离下的喷雾的横截面积图；
步骤4：移动所述相机以调整其相对于所述光图的距离，并反复拍摄得到不同距离下的喷雾的横截面积图；
步骤5：将所有的不同距离下的喷雾的横截面积图拼接得到喷雾喷射的三维图像，基于该三维图像进一步最终获得喷雾特征。
进一步地，所述步骤1中通过设置于所述圆形透镜支架上的可伸缩式旋盖以及设置于所述可伸缩式旋盖上的可伸缩式旋盖控制杆以调节固定所述透镜的过程具体包括：首先顺时针旋转所述可伸缩式旋盖控制杆以使得所述可伸缩式旋盖向外伸出并伸至最大伸缩距离位置处，然后将所述透镜设置于所述可伸缩式旋盖的中央位置处，接着逆时针所述可伸缩式旋盖控制杆以使得所述可伸缩式旋盖缩回，待所述可伸缩式旋盖缩回过程中能够固定所述透镜时停止旋转。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明装置包含两个部分，片光部分和采集部分。其中片光部分包含一个底座，和底座相连的激光支架，激光支架用来放置激光器。与底座相连的透镜支架。透镜支架用来固定透镜和激光保持在同一高度，片光系统和喷雾方向垂直，而采集系统相机正对喷雾方向，便于采集图像，激光发出光源，通过透镜，经过透镜折射形成面光，喷雾在进行喷射，喷雾部分和面光部分相交的部分有光的呈现，拍摄此光图，便得到了喷雾在该距离下的特征，在不干扰喷雾正常过程的前提下，可以获得任意距离下喷雾的横截面积的光图。
(2)本发明装置中的圆形透镜支架，包含上下两个部分，下部分为一支架，上部分为一圆形可伸缩式旋盖。并有一个控制杆来控制。逆时针旋转控制杆，可伸缩式旋盖向里缩，顺时针旋转控制杆，可伸缩式旋盖向外神。将透镜放置可伸缩式旋盖重要，通过控制杆将透镜固定住，该装置有透镜固定装置，解决透镜难固定等问题。
(3)本发明装置中的可伸缩式旋盖为酚醛塑料，为保证固定住透镜的同时，又不损坏透镜，故采用酚醛塑料，采集系统可以不限于正对喷雾，也可以从其他角度拍摄，从而获取喷雾的其他特征，该装置简单易组装，方案易操作，可重复性比较强。
附图说明
图1为本发明基于片光的喷雾特征提取装置的整体结构图；
图2为本发明基于片光的喷雾特征提取装置中的圆形透镜支架部分的局部结构图；
图中，1为片光系统，2为采集系统，3为底座，4为激光器支架，5为激光器，6为透镜，7为圆形透镜支架，8为相机，9为可伸缩式旋盖，10为可伸缩式旋盖控制杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
具体实施例
本发明一种基于片光的喷雾特征提取装置，其结构如图1所示，包含片光系统1和采集系统2两个部分。其中片光系统包含底座3，激光器支架4，激光器5，透镜6，圆形透镜支架7，采集系统2包含一个相机8。
其中圆形透镜支架7的详细示意图如图2所示。该圆形透镜支架7包含两个部分，下部分为圆形透镜支架7，上部分为一可伸缩式旋盖9，控制可伸缩式旋盖9的可伸缩式旋盖控制杆10，透镜6。其中逆时针旋转控制杆，可伸缩式旋盖向里缩，顺时针旋转控制杆，可伸缩式旋盖向外伸。
本实施例中采用的透镜6为一字透镜，该透镜可以有效的将光折射成为面光源。
在本实施例中，先顺时针旋转可伸缩式旋盖控制杆10，使得可伸缩式旋盖9向外伸，伸到最大处。将透镜6放置可伸缩式旋盖9中央，逆时针旋转可伸缩式旋盖控制杆10，使得可伸缩式旋盖9向里缩，待能够固定住一字透镜，即停止旋转。
为了固定住一字透镜，并且为了不损坏透镜6，该可伸缩式旋9的材料采用酚醛塑料。
固定住一字透镜后，打开激光器5，激光透过一字透镜形成了面光。
调整好面光和喷雾的角度，使之相互垂直。并且调整相机8正对喷雾。待所有角度调整好之后，打开喷嘴，使之喷射。喷雾和面光相交处会有光出现，用相机8拍摄此光图，获得此距离下的喷雾的横截面积图。
移动不同距离，反复拍摄喷雾图，并将其拼接，便可以获得喷雾喷射的三维图像。从而可以获取丰富的喷雾特征。如可以获得某个距离下的横截面积，可以获得喷雾的有效距离等特征。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
