Владимир Владимирович Семенов
346500, Ростовская обл., г. Шахты, ул. Шевченко, д. 147
Vladimir V. Semenov
147, ul. Shevchenko, Shakhty, Rostov obl., 346500
Течение газа или жидкости можно визуализировать путем регистрации и анализа последовательных изображений распределения частиц на исследуемой поверхности объекта с определением параметров движения. Однако такой подход не позволяет вместе с визуализацией распределения твердых частиц оценивать их массу и плотность. В работе представлены результаты определения массы и плотности взвешенных частиц с помощью дополнительного облучения потока частиц акустическим излучением. Использовали метод визуальной обработки изображений потоков частиц, увлеченных акустическим полем заданной частоты и амплитуды в течение минимум двух периодов звуковых колебаний. Учитывали также релаксацию частиц в измерительной плоскости, «вырезаемой» световым «ножом». Приведены основные математические выражения, необходимые для оценки массы, плотности, поля скоростей и формы частиц при помощи цифровой обработки изображений и измерения температуры в области потока. Представлены структурная схема и конструкция устройства для реализации предложенного метода диагностики. Предложенный подход может быть применен для определения параметров взвешенных частиц в медицине, биологии, экологии, порошковой металлургии и других областях науки и техники.
The flow of a gas or liquid can be visualized by detecting and analyzing sequential images of the particle distribution on the surface of the object under study through the determination of the motion parameters. However, this approach does not provide estimation of the mass and density of solid particles along with visualization of their distribution. We present the results of determining the mass and density of suspended particles using additional irradiation of the particle flux with acoustic radiation. The technique is based on the use of the method of visual processing of images of particle flows entrained by an acoustic field of a given frequency and amplitude for at least two periods of acoustic vibrations. Relaxation of the particles in the measuring plane «cut out» by the light «knife» was also taken into account. The basic mathematical expressions required for estimation of the mass, density, velocity field and shape of the particles using digital image processing and temperature measurement in the flow area are presented. The block diagram and design of the device used for the implementation of the proposed diagnostic method are presented. This technique can be used to determine the parameters of suspended particles in medicine, biology, ecology, powder metallurgy and other fields of science and technology.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.