[發明專利]一種基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法及裝置

有效

• 申請號: 201310390953.9
• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN103438980A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 康一梅;陳昱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;李新華

1.一種基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：

采用激光發射模塊，光線位置檢測模塊，圖像處理模塊；激光發射模塊負責發射線狀紅外激光；光線位置檢測模塊負責檢測激光線的位置；圖像處理模塊負責對光線位置檢測模塊的輸出信號進行采樣、濾波、匹配，最終得到表面波的時域和頻域圖，并在PC的屏幕上顯示出來。

2.根據權利要求1所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：包括下述步驟：

步驟一：用線狀紅外激光器發射的激光線照射到待測液體表面，使得激光面和液面的交線垂直于激光器的發射方向，光線經液體表面后通過可見光濾波器濾掉可見光成分；

步驟二：步驟一得到的純紅外激光線垂直照射到線陣CCD上形成光斑，線陣CCD輸出數字視頻信號并經過CCD信號處理芯片處理得到數字信號；

步驟三：步驟二得到的數字信號經過如下處理后得到光斑坐標：

3.1.圖像處理器對上述經過濾波的數字信號進行采樣得到一維幀序列；

3.2.對幀序列進行軟件濾波，濾除環境噪聲和電噪聲；

3.3.將上述濾完波的幀序列依次與預存的每個坐標位置對應的模板序列進行向量積運算，得到每個坐標對應的向量積值，取這些向量積值中的最大值對應的坐標為光斑坐標；

步驟四：步驟三得到的光斑坐標發送到上位機上，上位機軟件在屏幕上顯示表面波的時域圖，并對時域信息進行FFT變換得到頻域信息，并在屏幕上顯示表面波的頻域圖。

3.根據權利要求2所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：使用紅外激光線作為參考光線，在照射到線陣CCD之前使用可見光濾光片對參考光線進行濾波，過濾掉其中環境光線引入的可見光成分，以降低干擾。

4.根據權利要求3所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：利用光杠桿通過增加反射光線的長度來調整對反射角的放大倍數，從而能夠測量小振幅的表面波。

5.根據權利要求4所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：使用線陣CCD對光斑位置進行測量，輸出數字視頻信號；并用線陣CCD信號處理芯片將數字視頻信號轉換為數字信號。

6.根據權利要求5所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：將線陣CCD信號處理芯片輸出的數字信號進行數字圖像處理得到光斑的坐標值，數字圖像處理的過程包括：采樣、濾波、匹配三個步驟；濾波使用中值濾波進行濾波，然后將濾波后的信號進行模板匹配，得到光斑中心坐標。

7.根據權利要求6所述的基于線陣CCD和線狀紅外激光的液體表面波探測方法，其特征在于：將計算出來的光斑坐標發送到上位機軟件進行顯示和處理。