[发明专利]一种基于散射光偏振检测的粒径测量方法、装置及设备

说明书

本发明提供了一种基于散射光偏振检测的粒径测量方法、装置及设备,其方法包括:获取由图像采集器采集到光路系统的两幅偏振图像；对两幅所述偏振图像进行运算,以生成所述偏振图像中的粒子图像；根据所述粒子图像,获取所述光路系统在不同入射波长及不同观测角度下的散射偏振比；根据所述散射偏振比对粒子进行反演运算,以获得粒子整体的最优解，基于图像处理获得散射光偏振比，避免了绝对量测量对光路的高要求，提高实验抗干扰性；同时，能实现快速的在线测量。

技术领域

本发明涉及粒子检测领域，特别涉及一种基于散射光偏振检测的粒径测量方法、装置及设备。

背景技术

微粒检测是一项涉及到多学科多领域的技术，主要涉及颗粒粒度、浓度和流场等微粒特性的获取。固体颗粒、液滴、气泡等微粒的实时在线检测技术已被广泛应用于化工、医药、环保、动力和大气等领域，有效的测量与控制颗粒的粒度对抑制环境污染、提高能量利用率、降低能耗等具有重要意义。

在已有的颗粒粒径测量技术中，光学散射方法有其不可取代的优势，因其能实现快速实时无干扰的测量并易于与其他测量方式相结合实现两种甚至两种以上参数的同时获取，更是得到了颗粒测试研究领域的广泛关注。尤其近三十年来，随着激光技术和计算机技术特别是图像处理技术的发展，光学测量方法也取得了很大的进步和完善。这些光学测量方法大多通过实验获取粒子散射光的各个参数，再基于粒子散射光理论进行反演计算，从而取得单个粒子直径或粒子群粒径分布函数。

在较为成熟的粒子光散射模型中，米氏散射理论(Mie Scattering Theory或Lorenz-Mie Theory)因其精确度、运算效率和计算能力占据了独特的地位，使我们对于均匀各向同性的球形粒子的电磁散射有一个全面的认识。虽然在自然界和工业过程中我们所遇到的粒子有很大一部分是非球形，米氏散射理论对许多微小粒子光散射共性的基础性描述仍是不可多得的。基于米氏理论的光散射测量方案根据所使用的光源可被划分为两大类：一是通过调节入射光源频谱来获得一定范围粒子散射光频谱数据进行粒径反演，但此方法因需要进行光谱调节导致响应时间过长，并且因为粒子复折射率随入射波长改变而增加了数据处理难度。基于一些测量领域进行快速测量的需求(如喷雾，易挥发气溶胶等等)发展出了快速的连续测量方法，入射光由单色波长或数色相互独立波长构成，可进行多角度测量，其中包括基于消光法的测量和多角度散射光的测量。以上的光散射粒径测量法依赖于绝对量的测量，即散射光光强(或光通量)的绝对量，因此对实验环境要求高，其测量过程抗干扰能力相对较弱。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明公开了一种基于散射光偏振检测的粒径测量方法、装置及设备，至少部分解决现有技术的不足。

本发明第一实施例提供了一种基于散射光偏振检测的粒径测量方法,包括:

获取由图像采集器采集到光路系统的两幅偏振图像；

对两幅所述偏振图像进行运算,以生成所述偏振图像中的粒子图像；

根据所述粒子图像,获取所述光路系统在不同入射波长及不同观测角度下的散射偏振比；

根据所述散射偏振比对粒子进行反演运算,以获得粒子整体的最优解。

优选地，所述对两幅所述偏振图像进行运算,以生成所述偏振图像中的粒子图像，具体为：

将所述两幅偏振图像进行背景去噪和二进制处理以获取粒子的准确位置；

对两幅偏振图像进行关联运算，以确定每一个粒子在两幅图像中的对应像素坐标，进而生成粒子图像。

优选地，所述根据所述粒子图像,获取所述光路系统在不同入射波长及不同观测角度下的散射偏振比，具体为：

获取每一所述粒子图像的灰度值；

将所述灰度值进行线性叠加，以获得所述两幅偏振图像的总灰度值；