一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法技术

本发明专利技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法，紫外线智能视觉传感器包括以MoO3为溶质，水与N

【技术实现步骤摘要】
一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法。

技术介绍

[0002]目前对紫外线检测需求的分为两大类，监测类：例如某地区某时间段的紫外线辐射量、对大气臭氧层完整度的监测、火焰监测、火灾监测、电晕监测、太阳紫外线效应等等；控制类：控制紫外线消毒时间、控制紫外光固化与聚合机照射时间、控制紫外线光疗计量、紫外表面处理等。
[0003]现阶段紫外线监测方面的诸多设备都有着明显缺陷。在进行环境中长时间紫外线辐照量的测量中，绝大多数仪器对工作环境要求极高，无法在自然环境中连续工作，需要斥资建设监测站，并且定期进行修理维护。其次，其计算长时间紫外线辐射量的算法受限于仪器测量原理，无法解决不能连续的问题。现算法为累加法，即将一个时间段分为若干时刻，再将各个时刻测得的辐射量的和作为总时间段的辐照量。但是，时间是连续变量，紫外线无时无刻不在照射；因此，该方法所测得的辐照量与真实值具有一定差异，无法精确测量。在火灾、火焰、电晕等瞬时监测中现阶段与设备同样也有缺陷、火灾、火焰、电晕等危险事件发生前迹象微弱，一旦发生，发展极其迅速，并会引发一系列连锁灾难，因此对监测设备的灵敏度高低、响应时间长短要求极高。
[0004]但是，现阶段用设备直接对瞬时微弱的紫外线进行探测基本上无法作出响应，而通过其他设备对瞬时微弱紫外线放大后再探测则不能满足低响应时间这一要求。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
专利
技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法，旨在解决现有设备无法对瞬时微弱的紫外线作出低响应时间监测的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种紫外线智能视觉传感器，包括：以MoO3为溶质，水与N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂的复合溶液，以及视觉识别系统；
[0009]所述复合溶液用于根据吸收紫外线辐射量表征颜色深浅程度；所述视觉识别系统用于分析所述颜色深浅程度确定紫外线辐射量。
[0010]所述的紫外线智能视觉传感器，其中，所述水与所述N
‑
甲基吡咯烷酮的体积比为(1
‑
2):1。
[0011]所述的紫外线智能视觉传感器，其中，所述视觉识别系统基于Python的OpenCV实现。
[0012]一种基于紫外线智能视觉传感器的紫外线辐射量的表征方法，包括步骤：
[0013]提供复合溶液，所述复合溶液以MoO3为溶质，水与N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂；
[0014]使用视觉识别系统构建所述复合溶液的紫外线吸收量与所述复合溶液的变色程度的函数关系；
[0015]利用影像设备记录所述复合溶液的颜色变化，得到表征影像；
[0016]利用所述视觉识别系统对所述表征影像进行处理，得到所述复合溶液的变色程度；
[0017]将所述变色程度与所述函数关系进行对应，实现紫外线辐射量的表征。所述的紫外线辐射量的表征方法，其中，所述复合溶液的制备方法，包括步骤：
[0018]将α
‑
MoO3加入水与N
‑
甲基吡咯烷酮的混合溶剂中，得到混合液；
[0019]将所述混合液置于超声清洗机中进行循环冷却超声处理，得到浊液；
[0020]将所述浊液转移至水热反应釜中，水热反应后得到透明状液体；
[0021]对所述透明状液体进行离心，取上清液避光保存，得到所述复合溶液。
[0022]所述的紫外线辐射量的表征方法，其中，所述水与所述N
‑
甲基吡咯烷酮的体积比为1:1。
[0023]所述的紫外线辐射量的表征方法，其中，所述循环冷却超声处理的温度为18
‑
22℃。
[0024]所述的紫外线辐射量的表征方法，其中，所述水热反应的反应温度为115
‑
125℃，所述水热反应的反应时间为2.5
‑
3.5h。
[0025]所述的紫外线辐射量的表征方法，其中，所述利用视觉识别系统对所述表征影像进行处理，得到所述复合溶液的变色程度的步骤，包括：
[0026]所述表征影像录入所述视觉识别系统后，所述视觉识别系统将RGB彩色模式转换为颜色空间中的六角锥体模型并进行建模，再使用二值化函数对颜色饱和度进行处理，得到所述复合溶液的变色程度。
[0027]有益效果：本专利技术提供一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法，所述紫外线智能视觉传感器包括以MoO3为溶质，水与N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂的复合溶液，以及视觉识别系统；所述复合溶液用于根据吸收紫外线辐射量表征颜色深浅程度；所述视觉识别系统用于分析所述颜色深浅程度确定紫外线辐射量。本专利技术利用复合溶液接收紫外线辐射后，在飞秒级别内完成变化；当紫外线辐射时，复合溶液中MoO3核外电子接收光子能量后，由基态跃迁至激发态，逃逸电子使H2O发生电离，成为H
+
和O2，而MoO3在氢离子和电子的作用下，转化为H
x
MoO3‑
x
(0<x<1)，物质结构发生改变，导致样品光致变色。由于一切反应均在原子、电子之间，反应距离极短，而电子、原子以亚光速度运动，因此反应几乎瞬间完成且由于MoO3结构特性和光的波粒二象性，微量的紫外线辐射同样能引起样品反应。另外，所述紫外线智能视觉传感器采用多元化构建，与视觉识别系统结合，降低了响应时间，简化分析步骤，同时提高了测量精确性，使得该传感器能应用于瞬间微量的紫外线监测环境。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种基于紫外线智能视觉传感器的紫外线辐射量的表征方法的技术路线图；
[0029]图2为复合溶液接受紫外线辐射前后以及通过视觉识别系统进行不同处理后的表
征图；
[0030]图3为模拟自然环境中长时间紫外线照射后，视觉识别分析中的示意图；
[0031]图4为视觉识别系统分析模拟自然环境中长时间紫外线照射复合溶液，得到紫外线辐射量与饱和度的函数图。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供一种紫外线智能视觉传感器、紫外线辐射量的表征方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0034]紫外线是由原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外线智能视觉传感器，其特征在于，包括：以MoO3为溶质，水与N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂的复合溶液，以及视觉识别系统；所述复合溶液用于根据吸收紫外线辐射量表征颜色深浅程度；所述视觉识别系统用于分析所述颜色深浅程度确定紫外线辐射量。2.根据权利要求1所述的紫外线智能视觉传感器，其特征在于，所述水与所述N
‑
甲基吡咯烷酮的体积比为(1
‑
2):1。3.根据权利要求1所述的紫外线智能视觉传感器，其特征在于，所述视觉识别系统基于Python的OpenCV实现。4.一种基于权利要求1
‑
3任一所述的紫外线智能视觉传感器的紫外线辐射量的表征方法，其特征在于，包括步骤：提供复合溶液，所述复合溶液以MoO3为溶质，水与N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂；使用视觉识别系统构建所述复合溶液的紫外线吸收量与所述复合溶液的变色程度的函数关系；利用影像设备记录所述复合溶液的颜色变化，得到表征影像；利用所述视觉识别系统对所述表征影像进行处理，得到所述复合溶液的变色程度；将所述变色程度与所述函数关系进行对应，实现紫外线辐射量的表征。5.根据权利要求4所述的紫外线辐射量的表征方法，其特征在于，所述复合溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱武，郑召康，刘圳，周沧涛，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：