一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法技术

本发明专利技术公开了一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法。本发明专利技术是在水槽的一侧布置PIV设备，其中水槽底部先放入低于示踪粒子密度的盐水，再放入高于示踪粒子密度的盐水，其中盐水中均带有示踪粒子，采用固定波长、固定功率的激光照射混合示踪粒子的盐水，使用PIV设备连续拍摄实验观测区域，在所得灰度图像上，示踪粒子显示为白色光点，其余为黑色；利用灰度图像上某区域内白色光点数目，反演估算粒子数目，进而推算水体密度。本发明专利技术提供了一种由PIV同时获取内波的速度场和密度场信息的方法，数据一致性较好；可以用于多种海洋流体力学实验。

A non-contact density profile measurement method based on tracer particles in internal wave experiment

【技术实现步骤摘要】
一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法
本专利技术涉及地球物理流体力学模型试验领域，具体涉及一种内波实验中密度剖面非接触式测量的方法。
技术介绍
内波，存在于海洋内部密度跃层处的一种波，对于海洋内部的物质和能量输运有着重要作用，在实验室水槽进行内波实验已成为相关领域学者探索内波的主要方法之一。现已公布的专利方案中，国内外已经给出多种内波试验的方案，利用ADV(声学多普勒流速仪)来获取单点三维速度数据或者PIV(粒子图像测速)来获取平面二维流场数据的方法已经很成熟；当考虑求取点面水体密度数据时，常常使用C-T(盐度-温度)探头，但这是一种单点的接触式测量方法，会一定程度上破坏实验中的水体层结环境；PLIF(平面激光诱导荧光技术)或是一种选择，但该方法与PIV冲突，普通方法难以同时获得两者数据，而多次实验难以保证实验的可重复性。此外，由不同仪器测得的数据是否具有较好的一致性有待验证。
技术实现思路
本专利技术克服了现有内波实验密度剖面测量技术中的不足，基于PIV示踪粒子提供了一种内波实验中密度剖面非接触式测量的方法。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案为：一种内波实验中基于示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法，在水槽的一侧布置PIV设备，其中水槽底部先放入低于示踪粒子密度的盐水，再放入高于示踪粒子密度的盐水，其中盐水中均带有示踪粒子，其特征在于：采用固定波长、固定功率的激光照射混合示踪粒子的盐水，使用PIV设备连续拍摄实验观测区域，在所得灰度图像上，示踪粒子显示为白色光点，其余为黑色；利用灰度图像上某区域内白色光点数目，反演估算粒子数目，进而推算水体密度，具体是将灰度图像分割为若干个积分区域，每个积分区域至少包含256个像素点，对每个积分区域的像素点灰度值进行求和得特征值G；利用该特征值建立与水体密度的关系，如下：

【技术特征摘要】
1.一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法，在水槽的一侧布置PIV设备，其中水槽底部先放入低于示踪粒子密度的盐水，再放入高于示踪粒子密度的盐水，其中盐水中均带有示踪粒子，其特征在于：采用固定波长、固定功率的激光照射混合示踪粒子的盐水，使用PIV设备连续拍摄实验观测区域，在所得灰度图像上，示踪粒子显示为白色光点，其余为黑色；利用灰度图像上某区域内白色光点数目，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：林颖典，余俊扬，罗辕野，袁野平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33