噴霧特性是評估細水霧性能的重要依據，液滴的粒徑、大小分佈範圍、
體積通量等特性，影響其與空氣之接觸表面積及混合之均勻度，會影響整 個細水霧系統的滅火性能。
為量測細水霧噴霧液滴之粒徑，可使用光學的方法進行非接觸性量測，
非接觸性量測又可分為非影像量測法，如雷射繞射儀器(Malvern, Mie scattering) 、 雷 射 與 相 位 都 卜 勒 粒 徑 速 度 儀 (laser and Phase Doppler velocimetrys, PDPA, [8,9,10])及影像相位都卜勒速度量測儀(shadow Phase Doppler velocimetrys,[11])等儀器可進行非影像量測，量測的方法可參照 ASTM1260-95「Standard Test Method for Determining Liquid Drop Size Characteristics in a Spray Using Optical Nonimaging Light-Dcattering Instruments」；另外影像量測是以數位影像量測的方法進行。量測到的數據 可依據ASTM799-92「Standard Practice for Determining Data Criteria and Processing for Liqid Drop Size Analysis」進行數據整理分析，並從中計算得 到細水霧之平均粒徑。今分別針對影像及非影像量測進行量測技術說明 5.1 非影像量測--散射式粒徑分析儀
散射式粒徑分析儀是目前利用最廣泛的分析儀，其裝置圖如圖 5.1，其 原理是利用雷射經過噴霧所產生的散射光，並將其收集分析，分析的原理 是當雷射光碰到噴霧粒子阻礙其前進時，部份地直行光線即往四處散射產 生散射光，有如一個新光源，當光源具有同調性質，則散射光間彼此會產 生互相干涉，結果會產生強度相當強的散射光，互相干涉的散射光再由接 收器接收進行分析並求得噴霧粒子的粒徑，粒徑計算方法有的是以數目為 計算基礎，或是以體積為計算基礎，由此測得噴霧的粒徑分佈，依不同的 散射分析法，會有不同的粒徑分析範圍。此種分析儀的分析速度快，分析 的粒度範圍也廣，一般可量測10µm~1000µm 的粒徑。
圖 5.1 非影像量測--散射式粒徑分析儀示意圖 5.2 影像量測技術
影像具有「眼見為憑」的說服力，數位影像分析[12,13]已被視為量測非 球狀或不規則狀粒子最有效方法之一。現有之數位技術已可量測影像中各 物件的面積、周長、真圓度等特性，亦即是量測非球狀滴的幾何特徵與霧 化過程。數位影像技術所需之硬體一般包含脈衝雷射、高解析度數位相機、
高倍率鏡頭等設備，來建立一套噴霧幾何特性視覺量測系統，除了硬體需 求外尚需要一套影像處理與粒徑分析軟體，軟體所採用的影像處理程序，
由一系列的數位影像運算組成，先可藉脈衝雷射照亮待攝物件，以短曝光 照相術來拍攝取相，獲得清晰之噴霧影像。此影像需先數位化處理，轉成8 位元之256 灰階圖(圖 2a)。數位化之影像，可進行對比增強及低通濾波等運 算(圖 2b)，以去除背景雜訊、改善其可讀性。適當的選擇閥值(thresholding)，
可藉二值化運算，將欲量測之液滴像素與背景，分離成黑色、與白色 (圖 2c)。物件標定運算(labeling)，可將相鄰的物件（黑色）像素，歸類成同一 序號、代表同一物件或一顆液滴(圖 2c)。已標定序號之液滴外廓，可藉邊緣 偵測程序(圖 2d)求出其座標位置，並將外廓內之像素填滿(圖 2e)，在這整個 處理程序中，同時就得到了液滴的粒徑、面積與周長。再以統計手法統計，
各尺寸範圍液滴的數量與總體積通量，求得平均粒徑SMD 值。細水霧噴頭 之水霧粒徑量測實驗架設如圖3，脈衝雷射經柱狀鏡打出片狀光源，高解析 度數位相機與之呈固定的垂直擺設，對準片狀光進行對焦。噴頭承載平台 可進行三軸移動，以改變量測的位置變數，供水系統則可改變噴頭入口處 的 水 壓 變 數 ， 因 此 所 量 測 的 平 均 粒 徑 為 上 述 變 數 的 函 數 SMD(X,Y,Z,P,type)，其中 type 為噴頭的種類。
圖5.2a 原始噴霧影像
圖5.2b 對比增強及低通濾波
圖5.2c 二值化及物件標定
圖5.2d 邊緣偵測求週長
圖5.2e 物件填滿求面積
圖5.3 細水霧噴頭之粒徑量測系統示意圖