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一种静态接触角和动态接触角的自动检测方法

  • 发布时间: 2024-12-13
预算 双方协商
基本信息
成果方:华北电力大学(保定)
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
新材料及其应用
成果描述

本发明公开了一种自动的高精确度的液滴动静态接触角计算方法。本发明的技术方案是:采用水平集方法获得拍摄的清晰的水珠图像液滴的边缘;判断图像是静态接触角、前进角或后退角图像。若针对静态接触角图像且液滴体积大,选择椭圆拟合,而液滴体积和接触角均较小时,选择圆拟合算法。若计算前进角,则选择圆拟合或椭圆拟合算法;若计算后退角,则选择多项式拟合算法。获得拟合得到的曲线在三重线对应液滴边缘点处的切线进而获得左右2个接触角,二者平均即为最终的接触角。本方法可快速自动计算动静态接触角,准确率高。

应用范围
瓷和玻璃绝缘子由亲水性材料构成绝缘,在污湿情况下具有较小的表面电阻,导致污闪电压低。硅橡胶具有憎水性、憎水迁移特性,在污湿环境下仍然具有很高的表面电阻,因而具有较高的污闪电压。复合绝缘子和室温硫化(RoomTemperature Vulcanization,RTV)硅橡胶涂层由硅橡胶材料构成,它们具有较强的抗污闪能力,在电力系统外绝缘中有着广泛的应用。憎水性是硅橡胶材料的关键特性,在大气环境中硅橡胶表面容易遭受浸泡、电晕、染污,因此这些情况下其憎水性的丧失和恢复特性的研究具有重要的意义。
前景分析
本发明的有益效果有:
(1)采用活动轮廓模型获得液滴边缘,抗干扰能力强
因为憎水性测量得到的水珠图像存在的干扰因素很多,常规的边缘算子得到的水珠边缘很容易受到干扰,且得到的边缘点不按顺序排列,不方便于后续处理。水平集方法基于求解偏微分方程,更好地利用了图像信息,能获得全局最优的液滴边缘,对初始轮廓不敏感,因此在各种干扰下均能较为准确获得水珠的边缘,为后续接触角的准确计算奠定了基础。
(2)能完全自动计算动静态接触角
根据圆拟合、椭圆拟合误差与多项式拟合误差大小的比较自动判断是静态接触角、前进角计算还是后退角计算,本发明无需提前知道待处理的图像是静态接触角图像还是动态接触角图像。针对静态接触角时的液滴图像,应选择这个液滴的整个边缘进行拟合,针对动态接触角图像应选择靠近三重线附近的液滴边缘进行拟合,这样才能更好利用液滴边缘信息准确获得接触角。本发明根据拟合误差的大小自适应选择待拟合的边缘,即选择拟合误差小于临界值时最长的待拟合边缘,这样准确性较高。本发明既无需知道待处理的图像属于静态接触角图像还是动态接触角图像,同时也无需提前获得液滴边缘信息。
(3)计算准确性高
针对静态接触角和前进角的液滴图像时由于本发明根据离心率与接触角的关系自动选择准确性更高的圆拟合算法或椭圆拟合算法,计算后退角时本发明根据拟合误差自适应选择线性拟合或二阶多项式拟合,这样能有效提高动静态接触角计算的准确性。


联系方式

  • 联系人:

    徐志钮

  • 联系电话:

    19932581836

  • 通讯地址:

    河北省保定市永华北大街619号

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