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原文传递一种利用瞬态图像快速测量不同浓度液相扩散系数的方法

专利名称：	一种利用瞬态图像快速测量不同浓度液相扩散系数的方法
摘要：	本发明涉及一种利用瞬态图像快速测量不同浓度液相扩散系数的方法。利用双液芯柱透镜可以在较宽折射率范围内控制球差的优点，根据一幅瞬态扩散利用Bolzmann‑Matano法和Sauer‑Freise法测量随浓度变化的液相扩散系数。根据图像宽度与折射率、浓度之间的关系得到整个瞬态扩散图像的浓度空间分布最终得到不同浓度的液相扩散系数。该方法只需要一幅瞬态扩散图像即可得到不同浓度的液相扩散系数，能够将随浓度变化的液相扩散系数的测量过程从传统方法的几十个小时甚至更长时间大大缩短至拍摄一幅瞬态扩散图像的时间，真正实现对液相扩散系数的的瞬态测量。本发明能够大幅缩短液相扩散系数的测量时间，减小测量工作量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	云南大学
发明人：	孟伟东;普小云;魏利;陈艳;曹新飞;张晓繁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910397168.3
公开号：	CN110044777A
代理机构：	成都九鼎天元知识产权代理有限公司
代理人：	胡川
分类号：	G01N13/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	650091 云南省昆明市五华区翠湖北路2号
主权项：	1.一种利用瞬态图像快速测量不同浓度液相扩散系数的方法，其特征在于，包括：在双液芯柱透镜的前液芯内注入两种液体，采用单色准直光入射到双液芯柱透镜上，并对两种液体扩散后形成的液体薄层进行图像采集得到扩散图像，其中，双液芯柱透镜的后液芯注入有预定折射率的液体，以消除系统球差；选择t时刻拍摄的一幅瞬态扩散图像，测量所述瞬态扩散图像的宽度和位置，得到宽度与位置的分布关系，表示为(Zi，Σi)，其中，Σi表示距图像边界Zi距离的宽度，i为正整数；根据已知的液体的宽度和折射率之间的关系对(Zi，Σi)进行转化，得到折射率与位置的分布关系，表示为(Zi，ni)，其中，ni表示距图像边界Zi距离的折射率；根据已知的液体的折射率和浓度之间的关系对(Zi，ni)进行转化，得到浓度与位置的分布关系，表示为(Zi，Ci)，其中，Ci表示距图像边界Zi距离的浓度；采用最小二乘法对(Zi，Ci)进行线性拟合，得到浓度随位置变化的浓度分布曲线，表示为C(Z)；根据或者计算C(Z)上浓度在A点处的液相扩散系数，其中，表示C(Z)上浓度在A点处斜率的倒数，表示从C1到CA的积分，Y(CA)＝(CA-C1)/(C2-C1)，C1和C2表示C(Z)的两条渐近线，且C1＜C2。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算C(Z)上浓度在A点处的液相扩散系数的步骤具体包括：在C(Z)上寻找Matano平面，并以Matano平面所在位置为坐标零点对C(Z)进行坐标变换，其中，Matano平面左边与C(Z)构成的封闭图形的面积与右边与C(Z)构成的封闭图形的面积相等；采用最小二乘法对经过坐标变换后的C(Z)重新进行线性拟合；根据计算C(Z)上浓度在A点处的液相扩散系数。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述时刻t选择的瞬态扩散图像中，仅特定折射率的液体薄层形成清晰成像，其余液体薄层形成不同程度的弥散。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述根据计算C(Z)上浓度在A点处的液相扩散系数的步骤具体包括：引入数学变化Y(CA)＝(CA-C1)/(C2-C1)，C1和C2表示C(Z)的两条渐近线，且C1＜C2，代入计算公式即可得到A点处的液相扩散系数。
所属类别：	发明专利