Программа для определения параметров дисперсной фазы нестационарных аэрозольных потоков методом комплексного цифрового анализа серии изображений треков частиц

Программа дает возможность одновременного определения сразу нескольких параметров дисперсной фазы в нестационарном аэрозольном потоке: размеров капель (частиц), их скоростей и концентрации в зависимости от времени, повышает эффективность и точность определения параметров дисперсной фазы в аэрозольном потоке. Исходные данные для программы в случае детектирования нестационарного аэрозольного потока воздушно-капельной смеси получаются с помощью разработанного авторами нового бесконтактного оптического способа на основе маломощного импульсно-периодического диодного лазера и цифрового видеомикроскопа. Размеры детектируемой области и изображения в кадрах видеосъемки выбираются таким образом, чтобы были различимы треки при пролете отдельных капель, и чтобы в кадре одновременно находились несколько капель с минимальной вероятностью наложения изображения их треков друг на друга. Наличие высокочастотного импульсного диодного лазера с малой скважностью открывает дополнительные возможности для анализа динамики поведения объектов съемки. В полученной серии кадров программа находит треки отдельных капель и их полное количество, для каждого из треков определяет среднюю интенсивность свечения капель в треках и среднее расстояние между пятнами на треке. Распознавание элементов изображения и их свойств производится встроенными функциями пакета ImageJ. Интенсивность свечения определяется размером капли, а расстояние между пятнами – скоростью пролета. Соотношения между этими величинами устанавливаются в отдельных калибровочных экспериментах и заносятся в таблицу констант, которая используется при анализе экспериментальных данных. Также задействованы сведения о размерах области детектирования, ее геометрии и частоте следования импульсов подсветки. Работа программы происходит в полуавтоматическом режиме с возможностью оператора визуально наблюдать этапы обработки и вносить поправки на этапе отладки. Результатом работы программы является текстовый файл с таблицей результатов, среди которых важнейшими являются гистограммы измеряемых параметров (размеров капель в микрометрах, скоростей капель в м/с, численная и весовая концентрация капель) в зависимости от времени, их функции распределения и средние значения.