本發明專利技術公開了一種光干涉甲烷濃度檢測方法，包括步驟：光干涉儀條紋發生裝置Ⅰ提供干涉條紋；圖像信號進行轉化形成彩色數字信號；圖像彩色數字信號轉換為亮度數字信號；獲得空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值的位置坐標和；亮度最大值和擬合成線段L1:y-a1x-b1=0和L2:y-a2x-b2=0；計算得到采樣區干涉條紋的移動距離△L；計算折射率n1及純甲烷狀態下的折射率n2；計算出當前采樣區的甲烷值；本發明專利技術提供了一種使甲烷濃度檢測精確提高、系統誤差減小的光干涉甲烷濃度檢測方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光干涉儀
，具體涉及一種用光干涉儀對甲烷濃度進行檢測的方法。
技術介紹
雅明干涉儀是憑借肉眼觀測讀數，獲取的甲烷濃度值，這種方式讀數誤差較大，儀器的自動化程度低。由于肉眼對光干涉條紋的形態分辨能力低，不能夠明確的觀測出由于環境溫度壓力上升或下降造成的機械應力形變所帶來的儀器系統誤差。在梁銓廷所著物理光學上講述過瑞利干涉儀形成兩組相互參考而獲得氣體折射率的方法，后來在文獻敘述中公開過一種采用差分法來進行甲烷濃度檢測的方式，但其無法準確的消除由于環境因素所造成光路機械形變而帶來的干涉儀的系統誤差。在光路結構中存在著一定的調節機構，由于環境的變化或者是調節結構機械應力的作用可能會造成調節機構微小的形變，這種形變是無法避免的，它會使光路中鏡面不同程度的傾斜，從而導致最終成像條紋不同程度的傾斜，如果此時再采用差分檢測則不能消除系統誤差。如圖2所示，由于調節結構的機械變動條紋出現了傾斜的狀況，再加上只有空氣的氣室后如圖3所示。對上圖的零級條紋進行計算機圖像特征提取得到(如圖4所示)，我們可以很明顯的看出如果將A點作為B點的參考則系統其實也已經產生了誤差Λ Ε，且Λ E會隨著條紋的傾斜變化，無法獲得固定的Λ E0只有對系統誤差采取抑制的辦法，還原采樣條紋零點，才能獲得準確的測量值。
技術實現思路
針對以上現有技術中的不足，本專利技術的目的在于提供一種使甲烷濃度檢測精確提高、系統誤差減小的光干涉甲烷濃度檢測方法，為達到上述目的，本專利技術的技術方案是，其包括以下步驟Α、雅明光干涉儀條紋發生裝置I提供測量所需的干涉條紋；B、數字式圖像傳感器II對所述干涉條紋的圖像信號進行轉化形成彩色數字信號，將該彩色數字信號輸出給圖像分析電路III進行采集與處理；C、通過圖像分析電路III采集雅明光干涉儀條紋發生裝置I的二維彩色數字信號權利要求1.，其特征在于包括以下步驟A、雅明光干涉儀條紋發生裝置I提供測量所需的干涉條紋；B、數字式圖像傳感器II對所述干涉條紋的圖像信號進行轉化形成彩色數字信號，將該彩色數字信號輸出給圖像分析電路III進行采集與處理；C、通過圖像分析電路III采集雅明光干涉儀條紋發生裝置I的二維彩色數字信號，采用亮度轉換公式將彩色數字信號轉換為二維亮度數字信號 pbv],并將亮度數字信號以二維數組存入圖像分析電路III，其中η為二維數組的序號；D、建立χ-y直角坐標系，并分別獲得雅明光干涉儀條紋發生裝置I的空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值的位置坐標 ιΜ和aW ；Ε、分別將上述空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值^1M和€2Μ擬合成線段L1: YI1X-1d1=O和L2: y-a2x_b2=0,其中為線段LI的系數，a2、b2為線段L2的系數；F、采用點到直線的距離公式2.根據權利要求1所述的光干涉甲烷濃度檢測方法，其特征在于所述亮度轉換公式為 p = r *0.299 + g *0.587 +i *0.114，其中3.根據權利要求1所述的光干涉甲烷濃度檢測方法，其特征在于所述空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值和的擬合公式中，4.根據權利要求1所述的光干涉甲烷濃度檢測方法，其特征在于所述雅明光干涉儀條紋發生裝置I的空氣氣室和采樣氣室通過冒泡比較法獲得的亮度最大值的位置坐標^和分2。全文摘要本專利技術公開了，包括步驟光干涉儀條紋發生裝置Ⅰ提供干涉條紋；圖像信號進行轉化形成彩色數字信號；圖像彩色數字信號轉換為亮度數字信號；獲得空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值的位置坐標和；亮度最大值和擬合成線段L1:y-a1x-b1=0和L2:y-a2x-b2=0；計算得到采樣區干涉條紋的移動距離△L；計算折射率n1及純甲烷狀態下的折射率n2；計算出當前采樣區的甲烷值；本專利技術提供了一種使甲烷濃度檢測精確提高、系統誤差減小的光干涉甲烷濃度檢測方法。文檔編號G01N21/45GK102998286SQ20121055786公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日專利技術者夏飛, 李鵬君, 陸飛, 陳均 申請人:重慶一心儀器儀表有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種光干涉甲烷濃度檢測方法，其特征在于包括以下步驟：A、雅明光干涉儀條紋發生裝置Ⅰ提供測量所需的干涉條紋；B、數字式圖像傳感器Ⅱ對所述干涉條紋的圖像信號進行轉化形成彩色數字信號，將該彩色數字信號輸出給圖像分析電路Ⅲ進行采集與處理；C、通過圖像分析電路Ⅲ采集雅明光干涉儀條紋發生裝置Ⅰ的二維彩色數字信號???????????????????????????????????????????????，采用亮度轉換公式將彩色數字信號轉換為二維亮度數字信號，并將亮度數字信號以二維數組存入圖像分析電路Ⅲ,其中n為二維數組的序號；?D、建立x?y?直角坐標系，并分別獲得雅明光干涉儀條紋發生裝置Ⅰ的空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值的位置坐標和；E、分別將上述空氣氣室和采樣氣室的亮度最大值和擬合成線段L1:?y?a1x?b1=0和L2:?y?a2x?b2=0，其中a1、b1為線段L1的系數，?a2、b2為線段L2的系數；??F、采用點到直線的距離公式計算出點到直線L2的距離?，并采用求平均數的公式計算得到△L，其中點在線段L1的延長線上，為選取的L1上點的序號，△L為采樣區干涉條紋的移動距離；G、采用公式獲得當前溫度、大氣壓力下空氣的折射率n1及純甲烷狀態下的折射率n2，其中為標準大氣壓力下，氣溫為TO?時的氣體折射率，通過查表法得到，式中：為當前環境的大氣壓力，為當前環境的大氣壓力；H、采用甲烷的算法公式計算出當前采樣區的甲烷值?式中：?為光源波長,??為在第G步獲得當前環境條件純甲烷的折射率，在第G步獲得當前環境條件純空氣的折射率；為氣室長度，為在第F步獲得，C?B為條紋垂直寬度。2012105578625100001dest_path_image002.jpg,36207dest_path_image002.jpg,2012105578625100001dest_path_image004.jpg,2012105578625100001dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,283649dest_path_image006.jpg,26477dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg,dest_path_image012.jpg,dest_path_image014.jpg,dest_path_image016.jpg,17566dest_path_image012.jpg,dest_path_image018.jpg,dest_path_image020.jpg,dest_path_image022.jpg,dest_path_image024.jpg,dest_path_image026.jpg,dest_path_image028.jpg,dest_path_image030.jpg,dest_path_image032.jpg,dest_path_image034.jpg,dest_path_image036.jpg,dest_path_image038.jpg,dest_path_image040.jpg...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏飛，李鵬君，陸飛，陳均，
申請(專利權)人：重慶一心儀器儀表有限公司，
類型：發明
國別省市：
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