专利名称：一种光干涉甲烷浓度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光干涉仪技术领域，具体涉及一种用光干涉仪对甲烷浓度进行检测的仪器。
背景技术：
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温度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 E，且Λ E会随着条纹的倾斜变化，无法获得固定的Λ E。只有对系统误差采取抑制的办法，才能获得准确的测量值。
发明内容针对以上现有技术中的不足，本实用新型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仪器，为达到上述 目的，本实用新型的技术方案是:一种光干涉甲烷浓度检测仪，包括雅明光干涉仪条纹发生装置1、数字式图像传感器I1、图像分析电路III，其特征在于还包括甲烷浓度运算器IV ；其中所述雅明光干涉仪条纹发生装置I提供测量所需的干涉条纹，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，将该数字信号输出给图像分析电路III进行采集与处理，并由甲烷浓度运算器IV对采集处理的结果进行运算得出甲烷浓度，甲烷浓度运算器的数据存储于图像分析电路III，其中甲烷浓度运算器IV包括:信号转换装置:用于将图像分析电路III采集雅明光干涉仪条纹发生装置I的图像
数字信号『gMXJbJ转换为亮度
数字信号片&][八]的信号转换模块；位置坐标比较器:用于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？1M和？2W ；线段拟合器:用于分别将所述空气气室和采样气室的亮度最大值和￠2[浏拟合成线段 L1: y-a^-b^O 和 L2: y-a2x_b2=0 ；干涉条纹移动距离计算装置:用于计算出点到直线L2的距离&，并采用求平均数的公式计算得到采样区干涉条纹的移动距离Λ L ；折射率计算装置:用于获得当前温度、大气压力下空气的折射率II1及纯甲烷状态下的折射率η2;甲烷浓度运算装置:用于计算出当前采样区的甲烷值；所述位置坐标比较器通过冒泡比较法获得空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标？IW和。本实用新型的优点及有益效果如下:1、由于本实用新型采用数字图像传感器，且用将采集到的数字信号通过亮度转换公式转换成亮度信号，用冒泡比较法能够准确的找到亮度最大值的位置坐标；2、采用在采样侧选取采样条纹的零点位置，比以往的在空气气室选取零点位置更加准确，求得的干涉条纹的移动距离更加准确；3利用甲烷检定仪对项进行检定，排除由于光源波长λ和气室长度
加工误差以及计算条纹宽度(C-B)带来的系统误差。该方法提高了甲烷检测仪的检测精度。
·图1是本实用新型一实施例光干涉甲烷浓度检测仪的结构图；图2是本实用新型流程图图3是干涉条纹倾斜图；图4是干涉条纹加入气室后的条纹；图5是干涉条纹的误差示意图；图6是干涉条纹的移动距离Lm示意具体实施方式
以下结合附图给出一个非限定性的实施例对本实用新型作进一步的阐述。如图1所示，为本实用新型一实施例光干涉甲烷浓度检测仪器的结构图，一种光干涉甲烷浓度检测仪，包括雅明光干涉仪条纹发生装置1、数字式图像传感器I1、图像分析电路III，其特征在于还包括甲烷浓度运算器IV ;其中所述雅明光干涉仪条纹发生装置I提供测量所需的干涉条纹，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，将该数字信号输出给图像分析电路III进行采集与处理，并由甲烷浓度运算器IV对采集处理的结果进行运算得出甲烷浓度，甲烷浓度运算器的数据存储于图像分析电路III，其中甲烷浓度运算器IV包括:信号转换装置:用于将图像分析电路III采集雅明光干涉仪条纹发生装置I的图像数字信号转换为亮度数字信号PbJbJ的信号转换模块；位置坐标比较器:用于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？2[ ]；[0028]线段拟合器:用于分别将所述空气气室和采样气室的亮度最大值和f 2[喇拟合成线段 L1: y-ajX-b^O 和 L2: y-a2x_b2=0 ；干涉条纹移动距离计算装置:用于计算出点到直线L2的距离和，并采用求平均数的公式计算得到采样区干涉条纹的移动距离Λ L ；折射率计算装置:用于获得当前温度、大气压力下空气的折射率Ii1及纯甲烷状态下的折射率η2;甲烷浓度运算装置:用于计算出当前采样区的甲烷值；所述位置坐标比较器通过冒泡比较法获得空气气室和采样气室的亮度最大值的位置坐标WW和？2[ ]。与本文同一申请人于2011年11月27日提交的申请号为201120415270.0的名称为智能光干涉气体测定装置即为本实用新型中所指雅明光干涉仪条纹发生装置I，申请人于2011年10月27日提交的申请号为201120415279.1的一种光干涉图像采集与处理电路，即为本实用新型中所指图像分析电路III ；I)采集彩色数字图像传感器产生的RGB565数字信号，并将数字信号填入如下表的二维数组中。
权利要求1.一种光干涉甲烷浓度检测仪，包括雅明光干涉仪条纹发生装置1、数字式图像传感器I1、图像分析电路III，其特征在于还包括甲烷浓度运算器IV ； 其中所述雅明光干涉仪条纹发生装置I提供测量所需的干涉条纹，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，将该数字信号输出给图像分析电路III进行采集与处理，并由甲烷浓度运算器IV对采集处理的结果进行运算得出甲烷浓度，甲烷浓度运算器的数据存储于图像分析电路III。
专利摘要本实用新型公开了一种光干涉甲烷浓度检测仪，包括雅明光干涉仪条纹发生装置Ⅰ、数字式图像传感器Ⅱ、图像分析电路Ⅲ,其特征在于还包括甲烷浓度运算器Ⅳ；其中所述雅明光干涉仪条纹发生装置Ⅰ提供测量所需的干涉条纹，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，将该数字信号输出给图像分析电路Ⅲ进行采集与处理，并由甲烷浓度运算器Ⅳ对采集处理的结果进行运算得出甲烷浓度，甲烷浓度运算器的数据存储于图像分析电路Ⅲ；本实用新型提供了一种使甲烷浓度检测精度提高、系统误差减小的光干涉甲烷浓度检测仪。
文档编号G01N21/45GK203053861SQ20122070968
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者夏飞, 李鹏君, 陆飞, 陈均 申请人:重庆一心仪器仪表有限公司