顆粒全息測量技術

目錄
前言
第1章 導論 1
1.1 顆粒定義及相關參數(shù) 2
1.2 顆粒的光學測量現(xiàn)狀 4
1.3 三維場光學測量技術概述 5
1.4 數(shù)字全息測量顆粒場進展概述 7
1.4.1 顆粒全息技術概述 7
1.4.2 顆粒全息的應用概述 10
1.5 本書內(nèi)容及結構 13
參考文獻 13
第2章 全息的基本原理 20
2.1 衍射理論的建立 20
2.1.1 光波的描述與標量衍射理論 20
2.1.2 基爾霍夫衍射公式 22
2.1.3 瑞利-索末菲衍射公式 24
2.1.4 衍射的角譜理論 25
2.1.5 菲涅耳衍射 27
2.1.6 夫瑯禾費衍射 28
2.2 光的干涉 29
2.2.1 時間相干性 30
2.2.2 空間相干性 31
2.2.3 干涉條紋間距 33
2.3 全息的光學原理 34
2.3.1 同軸全息 36
2.3.2 離軸全息 37
2.3.3 球面波全息 41
2.3.4 球面波全息的等效平面波全息形式 44
2.3.5 傅里葉全息與像面全息 47
2.3.6 部分相干全息 49
2.3.7 非相干全息 50
2.3.8 相移數(shù)字全息 52
2.3.9 彩虹全息 53
參考文獻 55
第3章 全息圖數(shù)字重建方法 56
3.1 卷積重建方法 56
3.2 角譜重建方法 59
3.3 菲涅耳近似重建方法 60
3.4 小波重建方法 61
3.5 分數(shù)傅里葉變換重建方法 63
3.6 稀疏重建算法 65
3.7 本章小結 69
參考文獻 70
第4章 顆粒全息理論與模型 72
4.1 顆粒全息的光散射理論 72
4.1.1 高斯光束下廣義洛倫茲-米散射模型 72
4.1.2 平面波下顆粒光散射模型 75
4.1.3 基于德拜級數(shù)的顆粒散射模型 77
4.1.4 傅里葉變換光散射理論 79
4.1.5 光散射顆粒全息模型 81
4.2 顆粒全息的光衍射理論 82
4.2.1 衍射理論的顆粒同軸全息 82
4.2.2 矩陣光學顆粒同軸全息 85
4.2.3 具有透鏡系統(tǒng)的顆粒全息 87
4.3 本章小結 88
參考文獻 88
第5章 顆粒全息圖像特性及信息提取算法 89
5.1 顆粒全息圖像特性 89
5.1.1 顆粒全息圖特性 89
5.1.2 顆粒全息重建圖像特性 92
5.2 重建圖像景深拓展 94
5.2.1 顆粒全息景深概述 94
5.2.2 基于小波圖像融合景深拓展 95
5.3 顆粒識別 97
5.3.1 閾值法 97
5.3.2 顆粒圖像模板匹配法 99
5.3.3 聯(lián)合多判據(jù)法識別顆粒 100
5.3.4 3D去卷積輔助識別算法 101
5.3.5 基于全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的顆粒識別算法 104
5.3.6 基于條紋特征的顆粒識別 104
5.4 顆粒定位 107
5.4.1 顆粒z軸定位方法 107
5.4.2 顆粒二維形貌測量 110
5.4.3 顆粒三維形貌測量 111
參考文獻 115
第6章 全息PIV/PTV 117
6.1 DHPIV/DHPTV圖像的采集方式 118
6.2 DHPTV顆粒匹配 120
6.2.1 兩幀全息圖顆粒匹配 120
6.2.2 連續(xù)多幀全息圖顆粒匹配 123
6.2.3 DHPTV中匹配顆粒的三維位移 124
6.2.4 DHPTV顆粒z軸位移測量精度 127
6.2.5 DHPIV速度場提取 128
6.3 數(shù)字顆粒全息測量顆粒旋轉 132
6.3.1 顆粒旋轉測量分析 132
6.3.2 顆粒旋轉測量 134
參考文獻 136
第7章 燃燒流場中顆粒全息測量 137
7.1 燃燒場對燃燒顆粒測量的影響 137
7.2 煤粉燃燒全息測量 139
7.2.1 煤粉燃燒顆粒場測量 139
7.2.2 煤粉燃燒脫揮發(fā)分過程 142
7.3 固體推進劑燃燒全息測量 145
7.4 沖擊爆炸碎片顆粒全息測量 148
參考文獻 150
第8章 液體燃料燃燒全息測量 152
8.1 冷態(tài)液滴/霧化場數(shù)字全息測量 152
8.2 同軸全息在霧化燃燒測試的應用 156
8.3 離軸全息在霧化燃燒測試的應用 158
參考文獻 160
第9章 曲面容器內(nèi)流場顆粒全息測量 162
9.1 曲面容器內(nèi)顆粒全息成像理論 162
9.2 曲面容器顆粒全息圖重建方法 167
9.2.1 分數(shù)傅里葉變換重建方法 167
9.2.2 改進的卷積重建方法 168
9.3 圓管內(nèi)顆粒流動全息測量應用 169
9.4 本章小結 172
參考文獻 172
第10章 微尺度流場測量 174
10.1 數(shù)字全息顯微技術原理和實現(xiàn)方法 174
10.1.1 球面波同軸全息顯微技術 174
10.1.2 透鏡型同軸全息顯微技術 175
10.1.3 反射式和透射式全息顯微技術 176
10.2 顯微全息測量應用 177
10.2.1 邊界層測量 177
10.2.2 微流體運動觀測 179
10.2.3 細胞成像觀測 181
10.3 本章小結 183
參考文獻 183
第11章 典型全息儀器及應用 185
11.1 煤粉細度在線測量儀 185
11.1.1 煤粉細度在線測量儀簡介 185
11.1.2 線陣相機顆粒測量系統(tǒng) 188
11.1.3 煙氣霧滴顆粒在線測量儀 188
11.1.4 燃燒場三維全息探針 190
11.2 潛水式顆粒全息測量儀器 191
11.2.1 同軸形式 191
11.2.2 離軸形式 194
11.3 大氣顆粒全息探測器 195
11.3.1 機載形式 195
11.3.2 地基形式 197
11.4 全息顯微鏡 202
11.4.1 便攜式全息顆粒顯微鏡 202
11.4.2 細胞全息顯微鏡 203
11.4.3 表面形貌測量顯微鏡 204
11.4.4 數(shù)字全息蛋白質(zhì)顯微鏡 204
11.5 本章小結 205
參考文獻 205