本发明涉及kdp类晶体生长，具体涉及一种kdp类晶体生长参数的实时测量系统及其测量方法。
背景技术：
各国的icf装置都需要大量高质量、大口径的kdp类晶体元件作为光电开关和变频元件。为了能够得到icf装置需要的kdp类晶体元件，kdp类晶体的生长周期都要长达数月。在这么长的生长周期内，晶体绝大多数的时间都在随载晶架一起旋转。因为旋转采用的是正反转交替的模式，所以只有在正反转交替的时候才有短暂的静止时间。目前，kdp类晶体生长的参数，比如尺寸、生长速度和生长溶液的过饱和度等，都是晶体生长人员在晶体正反转交替间隙短暂的静止时间内通过生长槽侧壁的观察窗目测晶体尺寸并估算得到大致的生长速度和过饱和度。这种生长参数的目测方法精度不能保证，无法在晶体生长过程中准确地得到晶体的尺寸、生长速度和溶液的过饱和度，不利于科研人员掌握kdp类晶体的生长规律，影响了kdp类晶体生长工艺的优化和晶体质量的提高，制约了icf装置的顺利完工。
技术实现要素：
为克服现有kdp类晶体生长参数测量的不足，本发明提供一种kdp类晶体生长参数的实时测量系统及其测量方法，可以实时地较准确得到晶体的尺寸、生长速度以及过饱和度，有利于科研人员掌握kdp类晶体的生长规律，优化kdp类晶体生长工艺和提高晶体质量，助力icf装置的顺利完工。
本发明的技术解决方案如下：
一种kdp类晶体生长参数的实时测量系统，包括晶体生长槽、位于所述的晶体生长槽内部的载晶架，载晶架通过载晶架连杆与位于晶体生长槽外部的旋转电机相连，晶体生长槽的侧壁开有观察窗，其特点在于，所述的载晶架连杆上安装有编码器，观察窗外侧安装有相机，相机通过相机支架固定，编码器和相机都与计算机通信连接。
本发明kdp类晶体生长参数的测量方法包括如下步骤：
1)在kdp类晶体的生长之前，制作一个带有一系列纵横、高低排列的标准圆环的标定板，所述的标准圆环的间距和大小都是已知的；
2)将所述的晶体生长槽注满配置生长溶液用的纯水，将标定板放置在载晶架的中心，打开旋转电机，安装在载晶架连杆上的编码器实时地识别载晶架连杆的旋转角度，即编码器实时识别位于载晶架上标定板的方位，并通信给计算机；
3)所述的计算机控制相机在标定板随载晶架完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄m张标定板的照片，并存储在计算机中；
4)计算机根据相机等角度间隔拍摄标定板的照片通过双目立体视觉的标定过程反演出以载晶架的中心为坐标原点的三维坐标信息，并将此信息存储在计算机中；
5)取出所述的标定板，放掉晶体生长槽的纯水，开始正常的kdp类晶体的生长；
6)在所述的kdp类晶体的生长过程中，所述的编码器实时地识别载晶架连杆旋转的角度，并通信给计算机；
7)所述的计算机控制相机每隔n分钟在kdp类晶体随载晶架完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄m张kdp类晶体的照片，并存储在计算机中；
8)所述的计算机通过之前利用标定板反演出的三维坐标信息分析每次等角度间隔地拍摄m张kdp类晶体的照片，通过双目立体视觉的匹配过程得到kdp类晶体所有顶点每隔n分钟的三维坐标数据；
9)数据处理。
所述的计算机通过所有顶点的三维坐标信息，利用两点之间距离公式即可得到kdp类晶体每隔n分钟的尺寸。
所述的计算机通过所有顶点的三维坐标重构出kdp类晶体的生长面，通过计算所有生长面每隔n分钟的推移距离即可得到kdp类晶体实时的生长速度。
所述的计算机通过所有顶点的三维坐标重构出kdp类晶体的几何形状，由于kdp类晶体是凸多面体，将这个凸多面体分割成多个小四面体即可得到kdp类晶体的体积；由于所述的kdp类晶体的密度已知，也就得到了kdp类晶体的质量；由于kdp类晶体的质量就是生长槽内溶质的消耗量，计算机通过计算kdp类晶体每隔n分钟的质量变化即可得到kdp类晶体生长实时的过饱和度。
上述的m＝36，72，90，120或180，n为10～360之间的任意整数。
本发明的技术效果如下：
该kdp类晶体生长参数的实时测量系统及其测量方法，可以实时准确得到kdp类晶体的尺寸、生长速度以及过饱和度，有利于科研人员掌握kdp类晶体的生长规律，优化kdp类晶体生长工艺和提高晶体质量，助力icf装置的顺利完工。
附图说明
图1是本发明kdp类晶体生长参数的实时测量系统的示意图；
图2是带有一系列纵横排列的标准圆环的标定板的示意图。
图中：1-载晶架；2-kdp类晶体；3-晶体生长槽；4-载晶架连杆；5-编码器；6-旋转电机；7-计算机；8-相机；9-观察窗；10-相机支架；11-标准圆环；12-标定板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下描述用于说明发明，但不能用来限制本发明的范围。
请参见图1和图2，由图可见，本发明kdp类晶体生长参数的实时测量系统，包括晶体生长槽3、位于所述的晶体生长槽3内部的载晶架1，所述的载晶架1通过载晶架连杆4与位于所述的晶体生长槽3外部的旋转电机6相连，所述的晶体生长槽3的侧壁开有观察窗9，所述的载晶架连杆4上安装有编码器5，所述的观察窗9外侧安装有相机8，所述的相机8通过相机支架10固定，所述的编码器5和相机8都与计算机7通信连接。
实施例1：kdp类晶体生长的实时尺寸的测量方法
利用所述的kdp类晶体生长参数的实时测量系统对kdp类晶体生长的实时尺寸的测量方法，包括如下步骤：
1)在kdp类晶体2的生长之前，制作一个带有一系列纵横、高低排列的标准圆环11的标定板12，如图2所示，所述的标准圆环11的间距和大小都是已知的；
2)将所述的晶体生长槽3注满配置生长溶液用的纯水，将标定板12放置在载晶架1的中心，打开旋转电机6，安装在载晶架连杆4上的编码器5实时地识别载晶架连杆4的旋转角度，即编码器5实时识别位于载晶架1上标定板12的方位，并通信给计算机7；
3)所述的计算机7控制相机8在标定板12随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄36张标定板12的照片，并存储在计算机7中；
4)计算机7根据相机8等角度间隔拍摄标定板12的照片通过双目立体视觉的标定过程反演出以载晶架1的中心为坐标原点的三维坐标信息，并将此信息存储在计算机7中；
5)取出所述的标定板12，放掉晶体生长槽3的纯水，开始正常的kdp类晶体2的生长；
6)在所述的kdp类晶体2的生长过程中，所述的编码器5实时地识别载晶架连杆4旋转的角度，并通信给计算机7；
7)所述的计算机7控制相机8每隔360分钟在kdp类晶体2随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄36张kdp类晶体2的照片，并存储在计算机7中；
8)所述的计算机7通过之前利用标定板12反演出的三维坐标信息分析每次等角度间隔地拍摄36张kdp类晶体2的照片，通过双目立体视觉的匹配过程得到kdp类晶体2所有顶点每隔360分钟的三维坐标数据；
9)所述的计算机7通过所有顶点的三维坐标信息，利用两点之间距离公式即可得到kdp类晶体2每隔360分钟的尺寸。
实施例2：kdp类晶体生长的实时生长速度测量方法
利用所述的kdp类晶体生长参数的实时测量系统对kdp类晶体生长的实时生长速度测量方法，包括如下步骤：
1)在kdp类晶体2的生长之前，制作一个带有一系列纵横、高低排列的标准圆环11的标定板12，如图2所示，所述的标准圆环11的间距和大小都是已知的；
2)将所述的晶体生长槽3注满配置生长溶液用的纯水，将标定板12放置在载晶架1的中心，打开旋转电机6，安装在载晶架连杆4上的编码器5实时地识别载晶架连杆4的旋转角度，即编码器5实时识别位于载晶架1上标定板12的方位，并通信给计算机7；
3)所述的计算机7控制相机8在标定板12随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄120张标定板12的照片，并存储在计算机7中；
4)计算机7根据相机8等角度间隔拍摄标定板12的照片通过双目立体视觉的标定过程反演出以载晶架1的中心为坐标原点的三维坐标信息，并将此信息存储在计算机7中；
5)取出所述的标定板12，放掉晶体生长槽3的纯水，开始正常的kdp类晶体2的生长；
6)在所述的kdp类晶体2的生长过程中，所述的编码器5实时地识别载晶架连杆4旋转的角度，并通信给计算机7；
7)所述的计算机7控制相机8每隔10分钟在kdp类晶体2随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄120张kdp类晶体2的照片，并存储在计算机7中；
8)所述的计算机7通过之前利用标定板12反演出的三维坐标信息分析每次等角度间隔地拍摄120张kdp类晶体2的照片，通过双目立体视觉的匹配过程得到kdp类晶体2所有顶点每隔10分钟的三维坐标数据；
9)所述的计算机7通过所有顶点的三维坐标重构出kdp类晶体2的生长面，通过计算所有生长面每隔10分钟的推移距离即可得到kdp类晶体2实时的生长速度。
实施例3：kdp类晶体生长的实时过饱和度测量方法
利用所述的kdp类晶体生长参数的实时测量系统对kdp类晶体生长的实时过饱和度测量方法，包括如下步骤：
1)在kdp类晶体2的生长之前，制作一个带有一系列纵横、高低排列的标准圆环11的标定板12，如图2所示，所述的标准圆环11的间距和大小都是已知的；
2)将所述的晶体生长槽3注满配置生长溶液用的纯水，将标定板12放置在载晶架1的中心，打开旋转电机6，安装在载晶架连杆4上的编码器5实时地识别载晶架连杆4的旋转角度，即编码器5实时识别位于载晶架1上标定板12的方位，并通信给计算机7；
3)所述的计算机7控制相机8在标定板12随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄90张标定板12的照片，并存储在计算机7中；
4)计算机7根据相机8等角度间隔拍摄标定板12的照片通过双目立体视觉的标定过程反演出以载晶架1的中心为坐标原点的三维坐标信息，并将此信息存储在计算机7中；
5)取出所述的标定板12，放掉晶体生长槽3的纯水，开始正常的kdp类晶体2的生长；
6)在所述的kdp类晶体2的生长过程中，所述的编码器5实时地识别载晶架连杆4旋转的角度，并通信给计算机7；
7)所述的计算机7控制相机8每隔60分钟在kdp类晶体2随载晶架1完成一个360°旋转周期的过程中等角度间隔地拍摄90张kdp类晶体2的照片，并存储在计算机7中；
8)所述的计算机7通过之前利用标定板12反演出的三维坐标信息分析每次等角度间隔地拍摄90张kdp类晶体2的照片，通过双目立体视觉的匹配过程得到kdp类晶体2所有顶点每隔60分钟的三维坐标数据；
9)所述的计算机7通过所有顶点的三维坐标重构出kdp类晶体2的几何形状，由于kdp类晶体2是凸多面体，将这个凸多面体分割成多个小四面体即可得到kdp类晶体2的体积；由于所述的kdp类晶体2的密度已知，也就得到了kdp类晶体2的质量；由于kdp类晶体2的质量就是生长槽内溶质的消耗量，计算机7通过计算kdp类晶体2每隔60分钟的质量变化，即可得到kdp类晶体2生长实时的过饱和度。