ESTIMATION OF THE TEMPERATURE OF SINGLE-BUBBLE SONOLUMINESCENCE IN VARIOUS LIQUIDS FROM COLOR IMAGES

Abstract

Содержание различных веществ в растворах методом сонолюминесцентной спектроскопии является актуальной задачей. Существенное влияние на измерение концентрации веществ оказывает температура в пузырьке сонолюминесценции. При измерении температуры используют метод спектральной пирометрии. Альтернативным вариантом является оценка температуры по r,g,b-компонентам в цветном изображении. Предметом исследования является температура в светящемся пузырьке сонолюминесценции. Цель работы - создать экспериментальную установку, получить светящиеся пузырьки, зафиксировать изображения пузырьков и по r,g,b-компонентам оценить температуру. Экспериментальная установка выполнена на основе круглодонной колбы объемом 250 мл с пьезокерамическими излучателями. Оценка температуры осуществлялась по алгоритму: запись цветного изображения пузырька, разложение изображения на r,g,b-компоненты, определение гистограмм и медиан в каждой компоненте, расчет медианного контраста и оценка температуры по контрасту. В эксперименте были использованы четыре жидкости: дистиллированная вода для инъекций, родниковая вода из села Сростки Алтайского края, дистиллированная вода для аккумуляторов, дистиллированная вода, насыщенная аргоном. У пузырьков первых трех жидкостей температуры составили: 5984, 5340, 5351 К. Пузырек в дистиллированной воде, насыщенной аргоном, показал температуру 12120 К. Созданная экспериментальная установка позволяет получать стабильную однопузырьковую сонолюминесценцию в различных жидкостях. Разработанная методика оценки температуры внутри однопузырьковой сонолюминесценции по медианному контрасту может быть использована в экспериментальных исследованиях. The content of various substances in solutions by sonoluminescence spectroscopy is an urgent task. The temperature in the sonoluminescence bubble has a significant influence on the measurement of the concentration of substances. When measuring temperature, the method of spectral pyrometry is used. An alternative option is to estimate the temperature by r,g,b-components in a color image. The subject of the study is the temperature in a luminous sonoluminescence bubble. The aim of the work is to create an experimental setup, obtain glowing bubbles, fix images of bubbles and estimate the temperature by r,g,b components. The experimental setup is based on a 250 ml round-bottomed flask with piezoceramic emitters. The temperature assessment was carried out according to the algorithm: recording a color image of the bubble, decomposing the image into r,g,b components, determining histograms and medians in each component, calculating median contrast and estimating temperature by contrast. Four liquids were used in the experiment: distilled water for injection, spring water from the village of Srostki in the Altai Territory, distilled water for batteries, distilled water saturated with argon. In the bubbles of the first three liquids, the temperatures were: 5984, 5340, 5351 K. A bubble in distilled water saturated with argon showed a temperature of 12120 K. The created experimental setup makes it possible to obtain stable single-bubble sonoluminescence in various liquids. The developed technique for estimating the temperature inside single-bubble sonoluminescence by median contrast can be used in experimental studies.