《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測試方法gbt+41770-2022》詳細解讀

《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測試方法gb/t41770-2022》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4測試設(shè)備4.1液體燃料噴射特性測試系統(tǒng)4.2測試環(huán)境4.3燃料噴射系統(tǒng)contents目錄4.4圖像采集系統(tǒng)4.5同步控制系統(tǒng)5測試條件5.1測試環(huán)境條件5.2油箱燃料溫度5.3噴油器燃料溫度5.4系統(tǒng)準備條件5.5噴射控制參數(shù)contents目錄6測試步驟6.1布置安裝測試設(shè)備6.2調(diào)整拍攝區(qū)域6.3調(diào)整光源、鏡頭和相機參數(shù)6.4拍攝比例尺圖像6.5檢查同步控制信號6.6相機記錄6.7測試記錄contents目錄6.8清潔光學元器件6.9重復測試7數(shù)據(jù)處理7.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法7.2圖像處理7.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角7.4數(shù)據(jù)表達附錄A(資料性)Otsu法計算閾值原理contents目錄附錄B(資料性)霧束圖像程序處理方法附錄C(資料性)測試記錄格式參考文獻011范圍03提供了統(tǒng)一的測試標準，便于不同燃料類型之間的性能比較。01該標準適用于基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測試，包括但不限于汽油、柴油、生物柴油等。02明確規(guī)定了測試方法的適用范圍，確保各類液體燃料的噴射特性得到有效評估。1范圍022規(guī)范性引用文件2規(guī)范性引用文件該文件詳細說明了噴射設(shè)備的技術(shù)要求，包括噴嘴結(jié)構(gòu)、噴射壓力范圍、流量控制精度等，確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。GB/TZZZZZ-ZZZZ噴射設(shè)備技術(shù)條件該文件規(guī)定了液體燃料的分類原則和代號系統(tǒng)，為噴射特性測試提供了統(tǒng)一的燃料標識。GB/TXXXXX-XXXX液體燃料的分類與代號該文件提供了測試方法的一般原則和要求，包括測試環(huán)境、設(shè)備校準、數(shù)據(jù)采集與處理等方面。GB/TYYYYY-YYYY測試方法通則033術(shù)語和定義123背光成像技術(shù)是一種基于光學原理，通過背光照明和高速攝像技術(shù)對液體燃料噴射過程進行成像分析的方法。定義該技術(shù)主要應用于液體燃料噴射特性的測試與研究，包括噴霧形態(tài)、噴霧錐角、貫穿距離等參數(shù)的測量。應用背光成像技術(shù)具有高精度、高速度、直觀性強等優(yōu)點，是液體燃料噴射特性研究的重要手段。特點3術(shù)語和定義044測試設(shè)備幀率與分辨率選擇適當?shù)母咚贁z像機，確保其幀率與分辨率能夠捕捉到液體燃料噴射的詳細過程。同步觸發(fā)配置可靠的同步觸發(fā)系統(tǒng)，確保攝像機能夠在精確的時刻開始拍攝。數(shù)據(jù)存儲與處理具備大容量數(shù)據(jù)存儲能力，以及高效的數(shù)據(jù)處理和分析軟件。4測試設(shè)備054.1液體燃料噴射特性測試系統(tǒng)用于捕捉液體燃料的噴射過程，具備高幀率和高分辨率的特點，確保噴射細節(jié)的清晰可見。高速攝像機為測試系統(tǒng)提供均勻且穩(wěn)定的光照條件，確保攝像機能夠準確捕捉燃料噴射的影像。背光光源包括噴嘴、燃料供應系統(tǒng)和噴射控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)液體燃料的精確噴射。噴射裝置4.1液體燃料噴射特性測試系統(tǒng)064.2測試環(huán)境濕度記錄監(jiān)控并記錄測試環(huán)境的濕度，以評估其對噴射特性可能產(chǎn)生的影響。恒溫恒濕條件為確保測試結(jié)果的可靠性，建議在恒溫恒濕的實驗室環(huán)境下進行測試。溫度控制確保測試環(huán)境溫度穩(wěn)定，在燃料噴射特性測試中，避免因溫度變化導致的測量誤差。4.2測試環(huán)境074.3燃料噴射系統(tǒng)負責將液體燃料以霧化形式噴入燃燒室，實現(xiàn)與空氣的充分混合。噴射器控制系統(tǒng)傳感器根據(jù)發(fā)動機工況和燃料噴射需求，精確控制噴射器的開啟和關(guān)閉時刻，以及噴射量的大小。實時監(jiān)測燃料噴射過程中的關(guān)鍵參數(shù)，如噴射壓力、噴射時間等，確保噴射系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。0302014.3燃料噴射系統(tǒng)084.4圖像采集系統(tǒng)高速攝像機用于捕捉液體燃料噴射過程的動態(tài)圖像，需具備高幀率、高分辨率等特性。光源系統(tǒng)為攝像機提供穩(wěn)定、均勻的光照條件，確保圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。圖像處理軟件用于圖像的預處理、增強、分析和存儲等操作。4.4圖像采集系統(tǒng)094.5同步控制系統(tǒng)高速攝像機用于捕捉液體燃料噴射過程的圖像。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生精確的觸發(fā)信號，確保攝像機與噴射系統(tǒng)的同步。同步控制軟件實現(xiàn)攝像機、脈沖發(fā)生器及噴射系統(tǒng)的協(xié)同工作。4.5同步控制系統(tǒng)105測試條件測試環(huán)境溫度應控制在指定范圍內(nèi)，以確保測試結(jié)果的準確性。溫度環(huán)境濕度對測試結(jié)果也有一定影響，因此需要對其進行適當控制。濕度避免過強或過弱的光照對測試產(chǎn)生干擾，保證測試結(jié)果的可靠性。光照5測試條件115.1測試環(huán)境條件

5.1測試環(huán)境條件溫度和濕度測試環(huán)境溫度應控制在20℃~25℃之間，相對濕度應在40%~60%之間，以確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。光照條件測試區(qū)域應提供均勻且穩(wěn)定的背光照明，以確保成像系統(tǒng)能夠清晰捕捉液體燃料的噴射特性。同時，應避免外部光源的干擾。潔凈度要求測試環(huán)境應保持較高的潔凈度，以減少塵埃等雜質(zhì)對測試結(jié)果的影響。必要時，可采取空氣凈化措施。125.2油箱燃料溫度油箱燃料溫度直接影響燃料的粘度，溫度越高，粘度越低，從而影響噴射的流暢性和霧化效果。粘度變化溫度還會影響燃料的揮發(fā)性，高溫下燃料更易揮發(fā)，可能導致噴射過程中產(chǎn)生更多的氣體。揮發(fā)性變化溫度對燃料密度也有影響，進而會影響噴射的量和噴射力度。密度變化5.2油箱燃料溫度135.3噴油器燃料溫度溫度對噴油器性能的影響01噴油器燃料溫度是影響噴油器性能的重要參數(shù)之一。溫度過高或過低都會導致噴油器工作不穩(wěn)定，進而影響燃油噴射效果和發(fā)動機性能。溫度測量準確性要求02為確保噴油器燃料溫度的準確測量，《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測試方法gb/t41770-2022》規(guī)定了相應的溫度測量方法和準確度要求。這有助于確保測試結(jié)果的可靠性和有效性。溫度控制范圍及穩(wěn)定性03在實際應用過程中，需要對噴油器燃料溫度進行嚴格的控制，以確保其在規(guī)定的范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。標準中給出了建議的溫度控制范圍及穩(wěn)定性要求，為相關(guān)測試提供了操作指導。5.3噴油器燃料溫度145.4系統(tǒng)準備條件濕度控制保持試驗環(huán)境濕度在合適的范圍內(nèi)，以確保測試設(shè)備的正常運行和測試結(jié)果的準確性。光照條件提供適當?shù)墓庹諚l件，確保背光成像系統(tǒng)能夠清晰捕捉到液體燃料的噴射情況。溫度控制確保試驗環(huán)境溫度穩(wěn)定，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進行試驗，以避免溫度對測試結(jié)果的影響。5.4系統(tǒng)準備條件155.5噴射控制參數(shù)定義噴射壓力的大小直接影響燃料的霧化質(zhì)量和噴射距離。影響因素調(diào)整方法根據(jù)發(fā)動機工況和燃料特性，通過調(diào)整噴油泵的供油壓力來實現(xiàn)。噴射壓力是指液體燃料在噴射過程中的壓力值。5.5噴射控制參數(shù)166測試步驟確定測試環(huán)境和條件確保測試室內(nèi)光線充足且均勻，無外界光源干擾，溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)符合測試要求。準備測試設(shè)備包括背光成像系統(tǒng)、液體燃料噴射裝置、圖像采集與處理設(shè)備等，確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。配制測試燃料根據(jù)測試需求，配制具有代表性和穩(wěn)定性的液體燃料樣品。6測試步驟176.1布置安裝測試設(shè)備確定測試設(shè)備位置根據(jù)實驗需求和場地條件，合理選擇測試設(shè)備的安裝位置，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠，且便于實驗操作和數(shù)據(jù)采集。遵循安全規(guī)范在布置安裝測試設(shè)備時，應嚴格遵守相關(guān)的安全規(guī)范，確保設(shè)備電氣安全、機械安全以及防火等方面的要求。校準與調(diào)試安裝完成后，對測試設(shè)備進行必要的校準和調(diào)試，確保設(shè)備性能符合實驗要求，提高測試的準確性和可靠性。6.1布置安裝測試設(shè)備186.2調(diào)整拍攝區(qū)域根據(jù)測試需求確定拍攝區(qū)域依據(jù)液體燃料噴射的特性測試要求，明確需要拍攝的具體區(qū)域范圍。調(diào)整攝像頭位置確保攝像頭能夠完整覆蓋所需拍攝的區(qū)域，并調(diào)整到最佳拍攝角度。校驗拍攝范圍通過實際拍攝或預覽功能，校驗所確定的拍攝范圍是否滿足測試要求。6.2調(diào)整拍攝區(qū)域030201196.3調(diào)整光源、鏡頭和相機參數(shù)選擇合適的光源類型根據(jù)測試需求和液體燃料噴射特性，選擇合適的光源類型，如LED燈、鹵素燈等，以確保足夠的亮度和穩(wěn)定的照明效果。確定光源位置根據(jù)實驗裝置和拍攝需求，合理安排光源的位置，使光線能夠均勻照射到被測液體燃料噴射區(qū)域，并避免產(chǎn)生過多的陰影和反光。6.3調(diào)整光源、鏡頭和相機參數(shù)206.4拍攝比例尺圖像6.4拍攝比例尺圖像選擇適當?shù)谋壤吒鶕?jù)測試需求選擇適當?shù)谋壤撸_保其刻度清晰、準確，并與測試圖像的分辨率相匹配。比例尺的放置將比例尺放置在測試圖像中合適的位置，確保其不會被遮擋或影響測試結(jié)果的準確性。比例尺的固定采取適當措施固定比例尺，以避免其在拍攝過程中發(fā)生移動或傾斜。216.5檢查同步控制信號提高測試效率通過同步控制信號，可以優(yōu)化測試流程，減少不必要的等待和重復操作，提高測試效率。保障測試安全同步控制信號能夠確保測試過程中的安全性，避免因設(shè)備不同步而造成的潛在風險。確保測試準確性同步控制信號用于確保測試過程中各設(shè)備之間的同步操作，從而提高測試結(jié)果的準確性。6.5檢查同步控制信號226.6相機記錄為捕捉液體燃料噴射過程的快速動態(tài)變化，應選用具有高幀率的高速相機。高速相機為獲取清晰的圖像，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析，應選用高分辨率的相機。高分辨率相機相機應具備高靈敏度和快速的響應速度，以確保在光線條件較差的環(huán)境下仍能捕捉到有效的圖像信息。靈敏度與響應速度0102036.6相機記錄236.7測試記錄實驗室溫度與濕度記錄實驗過程中實驗室的溫度和濕度，以確保環(huán)境條件對測試結(jié)果的影響可控。測試設(shè)備校準情況記錄測試前對設(shè)備進行的校準操作，確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。燃料樣品準備情況詳細記錄燃料樣品的準備過程，包括樣品的來源、處理方式和存儲條件等。6.7測試記錄246.8清潔光學元器件應選用專為光學元件設(shè)計的清潔劑，避免使用含有研磨劑或腐蝕性的清潔劑。選用專用光學清潔劑清潔劑應具有高純度，不含有雜質(zhì)或顆粒物，以免對光學元件造成劃傷或污染。清潔劑純度要求選用的清潔劑應具有良好的化學穩(wěn)定性，不會與光學元件材料發(fā)生反應。清潔劑穩(wěn)定性6.8清潔光學元器件256.9重復測試驗證測試結(jié)果的可重復性通過多次重復測試，可以驗證所得測試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。評估測試方法的適用性重復測試能夠全面評估測試方法在不同條件下的表現(xiàn)，從而確定其適用范圍。提高測試精度重復測試有助于發(fā)現(xiàn)偶然誤差，進而通過數(shù)據(jù)處理提高測試精度。6.9重復測試267數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)平滑處理為消除數(shù)據(jù)中的隨機誤差或噪聲，可采用滑動平均、濾波等方法對數(shù)據(jù)進行平滑處理，以獲得更為穩(wěn)定的噴射特性曲線。數(shù)據(jù)標準化為便于不同測試條件下的數(shù)據(jù)比較和分析，可對數(shù)據(jù)進行標準化處理，如將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無量綱的相對值等。去除異常值根據(jù)測試數(shù)據(jù)的特點，采用適當?shù)姆椒ㄈコ捎跍y試誤差或其他原因產(chǎn)生的異常值，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。7數(shù)據(jù)處理277.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法定義噴霧貫穿距離噴霧貫穿距離是指從噴嘴出口到噴霧最遠端的直線距離，是衡量噴霧特性重要參數(shù)之一。測試方法通常采用高速攝影技術(shù)對液體燃料噴射過程進行拍攝，通過圖像分析處理軟件，對噴霧圖像進行二值化處理，確定噴霧的邊界，從而計算出噴霧貫穿距離。注意事項在拍攝過程中，需要保證相機的拍攝速度與噴霧速度相匹配，以避免圖像模糊影響測量精度。同時，應對不同噴射條件下的噴霧貫穿距離進行多次測量，以獲取更為準確的數(shù)據(jù)。7.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法287.2圖像處理將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，減少計算量，提高處理速度?；叶然幚聿捎煤线m的濾波器去除圖像中的噪聲，提高圖像質(zhì)量。濾波去噪通過對比度增強、銳化等方法，突出圖像中的有用信息。圖像增強7.2圖像處理297.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角7.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角該參數(shù)描述了噴霧在空間中的穿透能力，是評價噴霧特性的重要指標。通過圖像處理技術(shù)獲取利用背光成像系統(tǒng)拍攝的噴霧圖像，通過計算機圖像處理技術(shù)可準確提取噴霧貫穿距離。影響因素多噴霧貫穿距離受燃料性質(zhì)、噴射壓力、環(huán)境密度等多種因素影響。噴霧最遠點與噴嘴出口的距離307.4數(shù)據(jù)表達原始數(shù)據(jù)校驗對采集到的原始數(shù)據(jù)進行校驗，確保數(shù)據(jù)的真實性和完整性。誤差分析對測量過程中可能產(chǎn)生的誤差來源進行分析，并給出相應的誤差范圍。數(shù)據(jù)處理算法采用先進的數(shù)據(jù)處理算法，對原始數(shù)據(jù)進行處理和分析，以提高數(shù)據(jù)準確性。7.4數(shù)據(jù)表達31附錄A(資料性)Otsu法計算閾值原理基于類間方差最大化Otsu法通過計算灰度直方圖來找到最優(yōu)閾值，使得分割后的前景與背景兩類像素的類間方差最大，從而實現(xiàn)圖像的二值化。閾值自動確定Ot