一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统。系统由折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置组成，能够使测量结果以数字方式直观显示，并对测量结果自动进行温度补偿，可以降低测量工作的劳动强度，有效提升测量效率和测量精度。

A measurement system of liquid refractive index based on image recognition technology

The invention discloses a liquid refractive index measurement system based on image recognition technology. The system by the refraction imaging device, camera device, temperature sensor and analysis of measurement device which can make the measurement results digitally displayed, and the measurement results of automatic temperature compensation, can reduce the labor intensity of the measurement work, effectively improve the efficiency and accuracy measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统
本专利技术涉及测量计量
，特别涉及一种液体折射率测量系统。
技术介绍
应用折射率计来测量物质的折射率，对物质进行定性鉴别，断定其纯度或溶液浓度，并根据其折射率的变化来进行成分分析或判断质量变化，在医药、化工、食品、饮料等工业领域有着广泛应用和重大意义。现有用于测量液体折射率的一种手持折射仪，其工作原理(图1)为：在折射计最前端是一块棱镜，棱镜的一个表面为测量面，被测溶液与这个测量面接触。外部光线通过被测溶液进入棱镜内部，由于折射率不同，光线会发生折射现象。当折射光线射出棱镜时，通过一组成像透镜，将该角度的光线聚焦到后端的分划板平面上的一点，分划板(图2)上刻有相应的刻度；由于外界光线包含各种角度的光线，但针对于棱镜测量面，其最大的入射角(与法线的夹角)为90度，因此，分划板上就会产生一条明显的明暗分界线。分界线所对应的刻度即为测量结果。根据折射原理可知，sinβ＊n1＝sinα＊n2，，公式中，β外界光线的入射角；α为外界光线通过被测溶液进入棱镜时发生折射的折射角；n1为被测溶液的折射率；n2为棱镜的折射率(光学玻璃的折射率)。其中，n2为已知折射率，β入射角角度为90度。即，被测溶液的折射率n1＝n2＊sinα，由此可知，明暗分界线所在位置可以反映该被测溶液的折射率大小，而观测分划板上的刻度值就能测量出该溶液的折射率和对应的浓度值。现有手持折射仪产品是需要通过人眼观测分划板上明暗分界线对应的刻度来确定测量结果的，由于人们的视力不同，带来的观测误差也会较大，长时间使用还容易造成疲劳；同时，因为液体的折射率受温度影响较大，现有手持折射计的温度补偿是通过一个双金属簧片完成的：双金属簧片的一端固定，另一端与分划板连接，随着温度的变化，其弯曲的曲率半径也随之变化，这样就相当于一个温度弹簧，带动分划板进行位移，完成温度补偿功能。但这样的温度补偿是非常粗糙的，在要求高精度测量结果时，达不到测量精度要求。所以，研制一种能够实现精确温度补偿和准确测量并易于读取的液体折射率测量系统，就成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，是提供一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，它不再需要通过人眼去观测读取分划板上的刻度，而是使测量结果直接以数字方式显示，同时能够自动进行精确的温度补偿。本专利技术提供的一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，包括：折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置；所述折射成像装置用于对透过被测液体的光线进行折射成像；所述拍照装置用于采集折射成像数据；所述温度传感器用于采集温度数据；所述解析测量装置用于对数据的解析和折射率的计算；所述折射成像装置与所述拍照装置相连，所述拍照装置、温度传感器与所述解析测量装置相连。进一步的，所述解析测量装置，包括：计算机子系统、图像识别软件和温度补偿数据库；所述计算机子系统用于软件的安装运行和数据的存贮计算；所述图像识别软件用于对图像的识别解析；所述温度补偿数据库用于存贮不同溶液的温度补偿数据；进一步的，所述的计算机子系统为PC或移动智能终端。进一步的，系统还包括：辅助光源，所述辅助光源位于所述折射成像装置的前端。进一步的，在所述拍照装置采集数据时所述辅助光源同时点亮。进一步的，所述折射成像装置，包括：检测棱镜，成像透镜，分划板；所述检测棱镜用于对穿过被测液体的光线进行折射；所述成像透镜用于对折射后的光线进行聚焦成像；所述分划板用聚焦成像的显示。进一步的，所述拍照装置、温度传感器与所述解析测量装置通过USB接口或蓝牙无线数据接口相连。进一步的，所述拍照装置为摄像头。本专利技术采用的上述技术方案，与现有技术相比，由于采用了拍照装置和解析测量装置，使得测量结果得以直接以数字方式显示，从而不再需要通过人眼去观测读取分划板上的刻度，降低了测量工作中人的劳动强度，有效避免了人工读取测量结果产生的误差。由于采用了温度传感器配合温度补偿数据库对测量结果自动进行温度补偿，取代了原有的双金属簧片机械补偿方式，测量效率得到提升的同时，测量精度也得以显著提高。本专利技术的其它特征和优点，部分地从说明书中显而易见，或者通过实施本专利技术而了解，也可通过附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为现有手持折射仪测量液体折射率的工作原理图。图2为现有手持折射仪的不同溶液分划板示意图。图3为本专利技术提供的技术方案系统构成示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，系统主要由折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置几个部分组成。系统中的折射成像装置用于对透过被测液体的光线进行折射成像；系统中的拍照装置用于采集折射成像数据；系统中的温度传感器用于采集温度数据；系统中的解析测量装置用于对数据的解析和折射率的计算；其中，折射成像装置后端与拍照装置相连，拍照装置、温度传感器与解析测量装置通过数据线或蓝牙无线数据接口相连。实施例2：在实施例1的基础上，一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，系统主要由折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置几个部分组成。系统中的折射成像装置用于对透过被测液体的光线进行折射成像；系统中的拍照装置用于采集折射成像数据；系统中的温度传感器用于采集温度数据；系统中的解析测量装置用于对数据的解析和折射率的计算，以组成上包括了以下几个部分：计算机子系统、图像识别软件和温度补偿数据库。其中的计算机子系统用于软件的安装运行和数据的存贮计算，图像识别软件用于对图像的识别解析，温度补偿数据库用于存贮不同溶液的温度补偿数据；系统中的折射成像装置后端与拍照装置相连，拍照装置、温度传感器与解析测量装置通过数据线或蓝牙无线数据接口相连。实施例3：如附图3所示，一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，系统主要由折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置几个部分组成。折射成像装置的最前端是一块棱镜，棱镜的一个表面为测量面，被测溶液与这个测量面接触。外部光线通过被测溶液进入棱镜内部，由于折射率不同，光线会发生折射现象。当折射光线射出棱镜时，通过一组成像透镜，将该角度的光线聚焦到后端的分划板平面上的一点，分划板上刻有相应的刻度；由于外界光线包含各种角度的光线，但针对于棱镜测量面，其最大的入射角(与法线的夹角)为90度，因此，分划板上就会产生一条明显的明暗分界线。分界线所对应的刻度即为测量结果。根据折射原理可知，sinβ＊n1＝sina＊n2，，公式中，β外界光线的入射角；a为外界光线通过被测溶液进入棱镜时发生折射的折射角；n1为被测溶液的折射率；n2为棱镜的折射率(光学玻璃的折射率)。其中，n2为已知折射率，β入射角角度为90度。即，被测溶液的折射率n1＝n2＊sina，由此可知，明暗分界线所在位置可以反映该被测溶液的折射率大小，而观测分划板上的刻度值就能测量出该溶液的折射率和对应的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，其特征在于，包括：折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置；所述折射成像装置用于对透过被测液体的光线进行折射成像；所述拍照装置用于采集折射成像数据；所述温度传感器用于采集温度数据；所述解析测量装置用于对数据的解析和折射率的计算；所述折射成像装置与所述拍照装置相连，所述拍照装置、温度传感器与所述解析测量装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别技术的液体折射率测量系统，其特征在于，包括：折射成像装置、拍照装置、温度传感器和解析测量装置；所述折射成像装置用于对透过被测液体的光线进行折射成像；所述拍照装置用于采集折射成像数据；所述温度传感器用于采集温度数据；所述解析测量装置用于对数据的解析和折射率的计算；所述折射成像装置与所述拍照装置相连，所述拍照装置、温度传感器与所述解析测量装置相连。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述解析测量装置，包括：计算机子系统、图像识别软件和温度补偿数据库；所述计算机子系统用于软件的安装运行和数据的存贮计算；所述图像识别软件用于对图像的识别解析；所述温度补偿数据库用于存贮不同溶液的温度补偿数据。3.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉峰，
申请(专利权)人：北京领航力嘉机电有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11