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5.4 Sprühkegel-Analyse 66 Abbildung 5.9: Digitalisierung des zeitlichen Verlaufs der Phasengrenzfläche und Berechnung von mittlerer Geschwindigkeit und mittlerem Volumenstrom die erforderliche Qualität, deswegen wurden alle Versuche zur Bestimmung des Sprühkegels separat mit einer Video-Kamera aufgezeichnet. Abbildung 5.10: Video-Stack des Sprühkegels In Abb. 5.10 ist ein entsprechender Video-Stack aus ca. 80 bis 180 Einzelbildern abgebildet. Diese Einzelbilder wurden nach der Digitalisierung in mehreren Schritten in Matlab 1 eingelesen und mit Hilfe der Image Processing Toolbox in Binärbilder der Spraygrenzen umgewandelt. Der Ablauf der einzelnen Schritte ist 1 Produkthomepage: http://www.mathworks.com
5.4 Sprühkegel-Analyse 67 in Abb. 5.11 gezeigt und kurz beschrieben. Bei den einzelnen Berechnungen wurde z.T. auf die SDC Morphology Toolbox for MATLAB 2 von SDC Information Systems, Naperville, USA zurückgegriffen. Abbildung 5.11: Einzelne Bearbeitungsschritte zur Bestimmung des Sprühkegels: 1) Hintergrundbild, 2) Aufnahme des Sprühkegels, 3) Subtraktion des Hintergrundbilds und Binärisierung, 4) Bildverbesserung mit morphologischen nichtlinearen Filtern, 5) Detektion des Sprühkegels, 6) Überlagerung der detektierten Spraygrenzen mit dem Sprühkegel Aus dem Binärbild der Sprühkegelgrenze wird im weiteren Verlauf der Sprühkegelwinkel ϕ ermittelt (s. Abb. 5.12). Da der Sprühkegelwinkel aus jedem einzelnen Videobild analysiert wird, kann so der zeitliche Verlauf dokumentiert werden. Die Radon-Transformation berechnet Projektionen einer Bildmatrix entlang angegebener Richtungen. Sie kann zur Implementierung einer Form der Hough- Transformation verwendet werden, die zur Erkennung gerader Linien dient, in diesem Fall wird sie aber zur Detektion und Quantifizierung des Sprühkegelwinkels verwendet: die Radon-Transformation berechnet das Linienintegral einer Bild-Projektion auf x ′ unter verschiedenen Rotationswinkeln Θ. Hat das transformierte Bild lange gerade Kanten, so ergibt sich bei der Projektion parallel zu diesen Kanten ein großer Wert des Integrals. Die Anwendung der Radon- 2 Produkthomepage: http://www.mmorph.com
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