《表2 不同镜头的光学畸变》

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《多相反应器的非均相特性测量技术进展》

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（4） 测量准确性影响照相法准确性的主要因素有:（1）镜头的光学畸变；（2）弧形器壁折射造成的畸变；（3）图像处理。如2.2.3节所述，为了观察更大的区域，前端物镜常采用广角镜头，其光路如图37（a）所示，这样当物体距离镜头远近不同或同一物体上不同部位具有不同的放大倍数，这样会造成各种形式的光学畸变，如表2所示。远心镜头是一种特殊的光学镜头，能够产生独特的平行光路，从而使物体的放大倍数不以离镜头远近不同而改变。因此采用远心镜头可以很好地矫正光学畸变，通常情况下远心镜头的畸变率<0.1%[189]。多相反应器通常是圆柱形，当采用照相法对反应器内的多相流动进行拍照测量时，由于弧形器壁折射造成颗粒图像的畸变。通常的做法是将反应器设计成方形[166]，或者将圆形反应器置于方形反应器中[190-192]，并在壁面之间填充与反应器内相同的介质。在获得的图像足够清晰的前提下，如何将景深范围内的目标颗粒准确选中是图像处理的关键。按照景深的定义，位于景深范围内的颗粒图像清晰，景深之外的颗粒图像模糊。但所谓“清晰”和“模糊”是一种相对的概念，很难通过图像处理软件准确选中目标颗粒。一种比较简单的办法是3～5名研究者采用图像处理软件处理同几张图片，这样可减少人的主观性带来的测量误差。另外，多相反应器中的分散相颗粒性状各异，同时当相含率比较高的时候，图像中颗粒之间会存在相互重叠，准确识别每一个颗粒并将重叠颗粒切割、重构是图像处理中一个困难的任务。最常用的颗粒选取方法是基于颗粒性状的方法，这类方法通常是通过霍夫变换[193]或其改进方法[194]，其中比较典型的一种方法是被用来做气泡识别的同心圆排列法（concentric circular arrangements，CCA）[195]。Ilonen等[196]发展了一种基于图像能谱分析的方法（image power spectrum，IPS），在处理气泡图片时比同心圆排列法更加准确。