基于双液芯柱透镜和图像特征提取方法测量液相扩散系数

发布时间：2020-03-24 02:18

【摘要】：扩散系数是传质过程研究、传质速率计算及化工设计与开发中的重要参数,在物理、化工、医学、食品、生物及环保等领域具有广泛应用。液相扩散系数主要通过测量溶液的浓度随空间和时间的分布,根据Fick定律计算得到。本论文利用双液芯柱透镜作为扩散池和成像元件,基于液芯柱透镜的焦平面成像原理,结合图像特征提取的方法,分别用等折射率薄层移动法和瞬态图像分析法测量了室温(25℃)下不同浓度蔗糖水溶液的扩散系数。主要研究内容和结果如下:1、基于双液芯柱透镜,介绍了影响测量液相扩散系数的主要因数:折射率测量灵敏度、焦距测量偏差、最小可分辨的液芯折射率变化量和球差。双液芯柱透镜系统具有较高的折射率灵敏度,较小的最小可分辨的液芯折射率变化量,可按需减小特定液体薄层处的球差以及能够在一定的折射率范围内同时减小球差的特点。2、液芯柱透镜焦点分析法是通过分析扩散图像中的特征参数计算液相扩散系数。为了提高液相扩散系数的测量精度,准确提取扩散图像中的特征参数显得尤为重要。本文采用图像增强的方法对图像质量进行改善,然后通过分析增强后的图像提取扩散图像的特征参数:“束腰”的准确位置以及图像宽度。3、利用双液芯柱透镜结合图像特征提取的方法,分别用等折射率薄层移动法和瞬态图像分析法测量了室温(25℃)下不同浓度蔗糖水溶液的液相扩散系数,两种方法均具有测量精度高的特点。表明用双液芯柱透镜结合图像特征提取技术测量液相扩散系数时,测量系统稳定可靠,测量结果准确。
【图文】：

液体扩散现象示意图

N2-CO2实验扩散模型
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O552.2;TP391.41

【参考文献】

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本文编号：2597640