Определение параметров взвешенных частиц с использованием акустического излучения

Аннотация

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.