本发明专利技术公开了一种光干涉甲烷浓度检测方法，包括步骤：光干涉仪条纹发生装置Ⅰ提供干涉条纹；图像信号进行转化形成彩色数字信号；图像彩色数字信号转换为亮度数字信号；获得空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标和；亮度最大值和拟合成线段L1:y-a1x-b1=0和L2:y-a2x-b2=0；计算得到采样区干涉条纹的移动距离△L；计算折射率n1及纯甲烷状态下的折射率n2；计算出当前采样区的甲烷值；本发明专利技术提供了一种使甲烷浓度检测精确提高、系统误差减小的光干涉甲烷浓度检测方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光干涉仪
，具体涉及一种用光干涉仪对甲烷浓度进行检测的方法。
技术介绍
雅明干涉仪是凭借肉眼观测读数，获取的甲烷浓度值，这种方式读数误差较大，仪器的自动化程度低。由于肉眼对光干涉条纹的形态分辨能力低，不能够明确的观测出由于环境温度压力上升或下降造成的机械应力形变所带来的仪器系统误差。在梁铨廷所著物理光学上讲述过瑞利干涉仪形成两组相互参考而获得气体折射率的方法，后来在文献叙述中公开过一种采用差分法来进行甲烷浓度检测的方式，但其无法准确的消除由于环境因素所造成光路机械形变而带来的干涉仪的系统误差。在光路结构中存在着一定的调节机构，由于环境的变化或者是调节结构机械应力的作用可能会造成调节机构微小的形变，这种形变是无法避免的，它会使光路中镜面不同程度的倾斜，从而导致最终成像条纹不同程度的倾斜，如果此时再采用差分检测则不能消除系统误差。如图2所示，由于调节结构的机械变动条纹出现了倾斜的状况，再加上只有空气的气室后如图3所示。对上图的零级条纹进行计算机图像特征提取得到(如图4所示)，我们可以很明显的看出如果将A点作为B点的参考则系统其实也已经产生了误差Λ Ε，且Λ E会随着条纹的倾斜变化，无法获得固定的Λ E0只有对系统误差采取抑制的办法，还原采样条纹零点，才能获得准确的测量值。
技术实现思路
针对以上现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种使甲烷浓度检测精确提高、系统误差减小的光干涉甲烷浓度检测方法，为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，其包括以下步骤Α、雅明光干涉仪条纹发生装置I提供测量所需的干涉条纹；B、数字式图像传感器II对所述干涉条纹的图像信号进行转化形成彩色数字信号，将该彩色数字信号输出给图像分析电路III进行采集与处理；C、通过图像分析电路III采集雅明光干涉仪条纹发生装置I的二维彩色数字信号权利要求1.，其特征在于包括以下步骤A、雅明光干涉仪条纹发生装置I提供测量所需的干涉条纹；B、数字式图像传感器II对所述干涉条纹的图像信号进行转化形成彩色数字信号，将该彩色数字信号输出给图像分析电路III进行采集与处理；C、通过图像分析电路III采集雅明光干涉仪条纹发生装置I的二维彩色数字信号，采用亮度转换公式将彩色数字信号转换为二维亮度数字信号 pbv],并将亮度数字信号以二维数组存入图像分析电路III，其中η为二维数组的序号；D、建立χ-y直角坐标系，并分别获得雅明光干涉仪条纹发生装置I的空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标 ιΜ和aW ；Ε、分别将上述空气气室和采样气室的亮度最大值^1M和€2Μ拟合成线段L1: YI1X-1d1=O和L2: y-a2x_b2=0,其中为线段LI的系数，a2、b2为线段L2的系数；F、采用点到直线的距离公式2.根据权利要求1所述的光干涉甲烷浓度检测方法，其特征在于所述亮度转换公式为 p = r *0.299 + g *0.587 +i *0.114，其中3.根据权利要求1所述的光干涉甲烷浓度检测方法，其特征在于所述空气气室和采样气室的亮度最大值和的拟合公式中，4.根据权利要求1所述的光干涉甲烷浓度检测方法，其特征在于所述雅明光干涉仪条纹发生装置I的空气气室和采样气室通过冒泡比较法获得的亮度最大值的位置坐标^和分2。全文摘要本专利技术公开了，包括步骤光干涉仪条纹发生装置Ⅰ提供干涉条纹；图像信号进行转化形成彩色数字信号；图像彩色数字信号转换为亮度数字信号；获得空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标和；亮度最大值和拟合成线段L1:y-a1x-b1=0和L2:y-a2x-b2=0；计算得到采样区干涉条纹的移动距离△L；计算折射率n1及纯甲烷状态下的折射率n2；计算出当前采样区的甲烷值；本专利技术提供了一种使甲烷浓度检测精确提高、系统误差减小的光干涉甲烷浓度检测方法。文档编号G01N21/45GK102998286SQ20121055786公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日专利技术者夏飞, 李鹏君, 陆飞, 陈均 申请人:重庆一心仪器仪表有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光干涉甲烷浓度检测方法，其特征在于包括以下步骤：A、雅明光干涉仪条纹发生装置Ⅰ提供测量所需的干涉条纹；B、数字式图像传感器Ⅱ对所述干涉条纹的图像信号进行转化形成彩色数字信号，将该彩色数字信号输出给图像分析电路Ⅲ进行采集与处理；C、通过图像分析电路Ⅲ采集雅明光干涉仪条纹发生装置Ⅰ的二维彩色数字信号???????????????????????????????????????????????，采用亮度转换公式将彩色数字信号转换为二维亮度数字信号，并将亮度数字信号以二维数组存入图像分析电路Ⅲ,其中n为二维数组的序号；?D、建立x?y?直角坐标系，并分别获得雅明光干涉仪条纹发生装置Ⅰ的空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标和；E、分别将上述空气气室和采样气室的亮度最大值和拟合成线段L1:?y?a1x?b1=0和L2:?y?a2x?b2=0，其中a1、b1为线段L1的系数，?a2、b2为线段L2的系数；??F、采用点到直线的距离公式计算出点到直线L2的距离?，并采用求平均数的公式计算得到△L，其中点在线段L1的延长线上，为选取的L1上点的序号，△L为采样区干涉条纹的移动距离；G、采用公式获得当前温度、大气压力下空气的折射率n1及纯甲烷状态下的折射率n2，其中为标准大气压力下，气温为TO?时的气体折射率，通过查表法得到，式中：为当前环境的大气压力，为当前环境的大气压力；H、采用甲烷的算法公式计算出当前采样区的甲烷值?式中：?为光源波长,??为在第G步获得当前环境条件纯甲烷的折射率，在第G步获得当前环境条件纯空气的折射率；为气室长度，为在第F步获得，C?B为条纹垂直宽度。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...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏飞，李鹏君，陆飞，陈均，
申请(专利权)人：重庆一心仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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