图像法求液滴表面张力和接触角

被引：25

作者：

宁乔 ^{[1
]}

朱志强 ^{[2
]}

吕旭涛 ^{[3
]}

于强 ^{[1
]}

袁章福 ^{[4
]}

机构：

[1] 中国科学院空间科学与应用研究中心

[2] 中国科学院力学研究所

[3] 中国科学技术大学自动化系

[4] 中国科学院过程研究所

来源：

空间科学学报 | 2008年 / 01期

关键词：

表面张力; 接触角; 图像处理;

D O I：

暂无

中图分类号：

V524 [航天研究试验及实验室];

学科分类号：

082504 ;

摘要：

空间流体实验具有无人操作的特殊性,需要对监控图像进行实时处理,得到目标参数.本文研究了利用照相机捕捉到的液滴灰度图像,分析求取液滴的表面张力、接触角、体积等物理参数的方法.针对液滴的灰度图像,利用边界提取、域值分割等图像处理方法,得到液滴的基本轮廓.建立基于液面像素点坐标的拉普拉斯方程,运用牛顿-拉夫逊法、龙格-库塔法、坐标轮换法等多种数值方法,对液滴的边界进行拟合,寻求最优的轮廓拟合点.根据最优的拟合点,确定液滴的物理参数.提出了利用牛顿法与一维寻优相结合的算法进行轮廓拟合的方法,并与文献[1]提出的算法进行了比较,证明了该方法具有收敛速度较快,拟合精度较高的特点.该方法是实现空间蒸发液滴热毛细对流和接触角测量实验的一项关键技术,同时也可以运用到非接触测量的实验场合.

引用

页码：74 / 79

页数：6

共 3 条

[1] 基于嵌入式系统的高速CCD图像采集
任国强
吴钦章
冉义贵
姚俊
[J]. 光电工程, 2004, (12) : 64 - 67
[2] Zhang Fu Yuan,Kusuhiro Mukai,Katsuhiko Takagi,Masahiko Ohtaka,Wen Lai Huang,Qiu Sheng Liu.Surface Tension and Its Temperature Coefficient of Molten Tin Determined with the Sessile Drop Method at Different Oxygen Partial Pressures[J].Journal of Colloid And Interface Science,2002
[3] 徐士良编著.计算机常用算法[M].北京:清华大学出版社,1995

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