用可见光断层扫描技术测定烟尘浓度场的方法和装置

摘要

用可见光断层扫描技术测定烟尘浓度场的方法和装置是用于气固二相流三维浓度场分析的，如旋风除尘器空间浓度分布研究等。本发明中，其射线源采用了可见光源，如点光源，其投影数据是以从点光源到各接收器之间各点上光衰减系数对射线的线积分为依据的。同时设计了相应的装置，然后用公知的计算机辅助图象重建技术把投影转化为图象。与目前通用的浓度场测定法相比，具有可较精确地测定烟尘场的空间浓度分布、易于实现测量过程自动化等优点。

主权项

1、一种用可见光断层扫描技术测定烟尘浓度场的方法，其特征如下：(1)、其射线源为可见光源，如点光源；(2)、在烟尘浓度场的一个被测截面上，某个图象的投影数据是从点光源到各接收器之间各点上光衰减系数对射线的线积分，当点光源沿着该横截面的周边以相等的间隔(或角度)逆时针方向移动时便形成若干个投影数据组，其中横截面上任意一点(x，y)处的光衰减系数μ(x，y)可定义为该点上烟尘尘粒对可见入射光的散射和吸收的衰减系数，它可表达为：μ(x,y)${\int }_O^L$(πd_P²)/4 =_消光(g，m)·f(d_p)·d(d_p)其全部投影数据组可表达为：d_p：烟尘粒子的直径；K_消光：粒子每单位横截面积所散射和吸收的可见入射光数，定义为消光效率，即：K_消光=K_散射+K_吸收K_散射：粒子每单位截面积所散射的入射光数；K_吸收：粒子每单位截面积所吸收的入射光数；I₀：入射光强度；I_L：透射光强度；g：无量纲的光学粒子尺度参数，定义为颗粒周长与光的波长之比，即g= (πd_P)/(λ) ，m：颗粒的折射复指数；i：接收器的编号；j：投影数据组的编号；L_i：点光源到第i个接收器的射线，(3)、图象重建的方法：当点光源的位置确定以后，根据点光源的入射光强度I₀和各接收器收到的透射光强度I_L，就可确定烟尘浓度场任意一个截面上的一组投影数据，并再通过点光源在该截面的周边上作匀间隔运动而获得若干组投影数据后，便可采用公知的计算机辅助图象重建技术得到横截面上各点的光衰减系数，就可以此来反映其二维相对浓度分布。在逐个截面测定后即可测出其三维相对浓度分布。(4)、测量步骤：第一步实现测量圆筒在测量域中形状及位置的重建，以用于程序调试和分析测量到的投影数据组数对重建结果的影响；第二步再实现被测对象某一截面上的二维烟尘浓度场的重建；第三步实现空间浓度场的重建。