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原文传递一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法

专利名称：	一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法
摘要：	本发明公开了一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，在读数显微镜目镜处安装摄像头，摄像头连接有计算机，具体为：调节螺丝给平凸透镜施加应力P；保持应力不变，调整调整牛顿环测量装置，获取该应力下的牛顿环干涉图像；标准牛顿环的标定，获得图像单位像素对应的实际长度值L0；测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r；调节不同的应力值获取牛顿环干涉图像，得到不同应力Pi情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径ri；计算不同应力变形情况下光学平板玻璃的弹性模量Ei，获得光学平板玻璃的弹性模量测量值E。本发明解决了现有技术中存在的光学平板玻璃弹性模量测量过程复杂的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安财经大学
发明人：	黄艳;张君;曲晨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910934722.7
公开号：	CN110631911A
代理机构：	西安弘理专利事务所
代理人：	涂秀清
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	710100 陕西省西安市小寨东路64号
主权项：	1.一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，其特征在于，在一种牛顿环应力测量装置的读数显微镜(2)目镜处安装摄像头(12)，所述摄像头(12)连接有计算机(13)，具体按照以下步骤实施：步骤1，在弹性范围内，调节螺丝(4)给平凸透镜(11)施加应力，并通过应力显示仪(9)显示应力传感器(7)测量的施加到光学平板玻璃(10)的中心应力P，记录中心应力P的大小；步骤2，保持步骤1中的中心应力不变，利用钠光源(1)发出钠光，钠光经45°反射镜(3)反射后垂直入射到平凸透镜(11)上，通过摄像头(12)获取读数显微镜(2)目镜处的该应力下的牛顿环干涉图像，并将图像传输给计算机(13)；步骤3，通过标准牛顿环的标定，获得图像单位像素对应的实际长度值L0；步骤4，利用步骤3计算的图像单位像素对应的实际长度值L0，测量牛顿环光干涉图像中心黑斑半径r；步骤5，重复步骤1、2、4，得到不同应力Pi情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径ri(i＝1，2，…，n)；步骤6，根据步骤5测得的数据，得到不同应力变形情况下光学平板玻璃的弹性模量Ei(i＝1，2，…，n)，取平均值获得光学平板玻璃的弹性模量测量值E，具体为：步骤6.1，根据步骤5得到不同应力Pi情况下牛顿环干涉图像中心黑斑的半径ri(i＝1，2，…，n)，计算不同应力变形情况下光学平板玻璃的弹性模量Ei：其中，Pi为测量得到的施加在光学平板玻璃上的中心应力，μ为光学平板玻璃的泊松比，ri为牛顿环干涉图像黑斑的半径，R为平凸透镜的标准曲率半径；步骤6.2，光学平板玻璃的弹性模量测量值E为： 2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，其特征在于，所述摄像头(12)通过USB接口端与计算机相连。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，其特征在于，所述步骤3具体为：步骤3.1，通过计算机获取标准牛顿环图像制作标准牛顿环，取下步骤2中的牛顿环仪，并将标准牛顿环放置在原来牛顿环仪对应的位置重复步骤2，通过计算机获取标准牛顿环图像；步骤3.2，测量标准牛顿环图像的黑斑面积对经步骤3.1获取的标准牛顿环图像依次通过图像预处理、图像增强处理、灰度转换、二值图像转换、二值图像取反、图像反光背景去除以及霍夫圆检测获取标准牛顿环图像中心黑斑像素面积；步骤3.3，标定图像单位像素对应的实际长度值已知标准牛顿环黑斑半径是R0(mm)，标准牛顿环黑斑对应的图像黑斑像素半径为r0(pixel)，像素面积是S0(pixel2)，则S0＝πr02，则得标准牛顿环像素半径r0(pixel)与黑斑图像像素面积S0(pixel2)对应的关系式：则图像单位像素对应的实际长度值L0(mm/pixel)为： 4.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，其特征在于，所述步骤4具体为：依据步骤3.2的方法获得经步骤2获得的牛顿环干涉图像黑斑的像素面积S1(pixel2)，计算图像黑斑的像素半径a1(pixel)，则牛顿环干涉图像黑斑半径的实际测量值r(mm)为： r＝L0a1 (4)。 5.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的光学平板玻璃弹性模量快速测量方法，其特征在于，所述步骤3.1中的图像预处理为对采集到的牛顿环干涉图像进行均值滤波以及中值滤波处理，图像增强处理为将经过均值滤波和中值滤波处理后的图像用直方图均衡化进行增强处理。
所属类别：	发明专利