【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测量校准领域，具体涉及一种林格曼测烟望远镜校准装置及方法。
技术介绍
1、林格曼测烟望远镜(以下简称测烟望远镜)是一类借助望远成像系统完成对目标烟气黑度开展测试的设备，是当前固定污染源烟气黑度监测的常用设备。根据读数方式的不同，将人眼通过观察内置黑度标准分划板与黑烟对比后获得读数的归为目视式(型)，将通过图像识别技术自动获取数据的归为光电式(型)。
2、在测烟望远镜的校准规程中，测烟望远镜的溯源方向主要溯源至长度量，依据林格曼黑度级定义测量黑色线条的面积占比。根据测试对象的工作原理，目视式测烟望远镜可采用显微镜、测微尺为标准器，直接测量内置分划板网格区域对应长、宽后，进行面积占比计算，获取黑度校准结果；或光电式测烟望远镜通过在一定条件下观察标准黑度板进行读数，获取黑度值校准结果。
3、在实践中，对目视式测烟望远镜和光电式测烟望远镜的校准，由于目视式测烟望远镜和光电式测烟望远镜原理不同，现有技术中对两种测烟望远镜开展校准的过程及设备差异较大，通常需要对目视式测烟望远镜和光电式测烟望远镜分别建立对应的校准装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种林格曼测烟望远镜校准装置及方法，实现两类林格曼测烟望远镜校准装置的统一，减少校准装置投入、提升空间占用率、降低对试验条件的要求。
2、本专利技术第一方面提供了一种林格曼测烟望远镜校准装置，包括：
3、处理设备、标准分划板、准直镜、依次设置的标准靶源和工业相机；所述标准分划
4、在一些实施例中，所述标准靶源包括：积分球、光源和支架；所述积分球设置在支架上，积分球内部设有空腔，积分球具有入光口和出光口，所述入光口处设置有第一安装管，出光口处设置有第二安装管，所述第一安装管、入光口、空腔、出光口和第二安装管依次连通，所述光源设置在第一安装管上，所述标准分划板和准直镜依次可拆卸设置在第二安装管上。
5、在一些实施例中，所述第一安装管上开设有第一插槽，第一插槽内可拆卸设置有可见光滤光片，所述第二安装管上开设有第二插槽，所述分化板可拆卸设置在第二插槽内，所述准直镜螺纹连接在第二安装管的端部。
6、本专利技术第二方面提供了一种林格曼测烟望远镜校准方法，采用上述的林格曼测烟望远镜校准装置对目视式林格曼测烟望远镜进行校准，包括：
7、打开所述标准靶源，稳定预设时间；
8、将所述标准分划板安装在出光口处，不安装所述准直镜；
9、调整所述工业相机对准光路出口；
10、设置曝光时间，通过所述工业相机对标准分划板进行正确拍摄，得到第一分划板图像；
11、拆卸所述标准分划板，在所述出光口和工业相机之间放入目视式林格曼测烟望远镜；
12、设置曝光时间，通过所述工业相机对目视式林格曼测烟望远镜的内置分划板进行正确拍摄，得到第二分划板图像；
13、采用所述处理设备对第一分划板图像和第二分划板图像进行处理，得到校准值。
14、在一些实施例中，所述采用所述处理设备对第一分划板图像和第二分划板图像进行处理，得到校准值，包括：
15、获取第一分划板图像和第二分划板图像，将所述第一分划板图像转换为第一灰度图像，将所述第二分划板图像转换为第二灰度图像；
16、对所述第一灰度图像进行边缘检测识别出标准分划板上的各个区域，计算各个所述区域的灰度值，得到对应的第一区域灰度值；
17、根据所述标准分划板上各个区域预设的标准积分透射比和各个区域的第一区域灰度值进行函数拟合，得到灰度值与积分透射比的函数关系；
18、对所述第二灰度图像进行边缘检测识别出内置分划板上的各个区域，计算各个区域的灰度值，得到对应的第二区域灰度值；
19、根据灰度值与积分透射比的函数关系计算得到各个第二区域灰度值对应的测量积分透射比；
20、根据所述背景区域的测量积分透射比和各阶灰度块区域的测量积分透射比计算得到各阶灰度块区域对应的测量黑度值；
21、根据所述测量黑度值和预设的标称黑度值计算得到校准值。
22、在一些实施例中，在所述曝光时间下，所述灰度值与积分透射比的函数关系为：
23、d＝b+kτ
24、其中，所述d表示灰度值，所述τ表示积分透射比，所述k、b为常数，所述k、b根据曝光时间确定；
25、所述根据灰度值与积分透射比的函数关系计算得到各个第二区域灰度值对应的测量积分透射比，包括：
26、将各个所述第二区域灰度值代入灰度值与积分透射比的函数关系，计算得到对应的测量积分透射比。
27、在一些实施例中，所述根据所述背景区域的测量积分透射比和各阶灰度块区域的测量积分透射比计算得到各阶灰度块区域对应的测量黑度值，包括：
28、采用黑度值计算公式计算测量黑度值，其中所述黑度值计算公式为：
29、
30、其中，所述ki表示第i阶灰度块区域的测量黑度值，所述τi表示第i阶灰度块区域的测量积分透射比，所述τ0表示背景区域的测量积分透射比。
31、在一些实施例中，所述对所述第一灰度图像进行边缘检测识别出标准分划板上的各个区域，包括：
32、采用自适应阈值对所述第一灰度图像进行二值化处理，得到二值化图像；
33、利用形态学运算函数对所述二值化图像进行处理得到分割图像，根据所述分割图像进行轮廓提取得到标准分划板上的各个区域。
34、在一些实施例中，在所述获取第一分划板图像之后，还包括：
35、判断所述第一分划板图像是否符合第一标准和第二标准，若是，则执行将所述第一分划板图像转换为第一灰度图像的步骤，若否，则发出重新拍摄指令；
36、其中，所述第一标准为图像中包含灰度块区域，所述第二标准为图像中过曝或欠曝的像素数未超过像素阈值；
37、在所述获取第二分划板图像之后，还包括：
38、判断所述第二分划板图像是否符合第一标准和第二标准，若是，则执行将所述第二分划板图像转换为第二灰度图像的步骤，若否，则发出重新拍摄指令。
39、本专利技术第三方面提供了一种林格曼测烟望远镜校准方法，采用上述的林格曼测烟望远镜校准装置对光电式林格曼测烟望远镜进行校准，包括：
40、打开标准靶源，稳定预设时间；
41、将所述标准分划板和准直镜依次安装在出光口处；
42、调整所述光电式林格曼测烟望远镜对准所述出光口处；
43、采用所述光电式林格曼测烟望远镜对标准分划板进行读数，得到对各阶灰度块区域的测量黑度值；
44、采用所述处理设备，根据所述测量黑度值和预设的标准黑度值计算得到校准值。
45、本专利技术所提供的技术方案具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，包括：处理设备、标准分划板、准直镜、依次设置的标准靶源和工业相机；所述标准分划板具有背景区域和多阶灰度块区域，所述标准靶源具有出光口，所述标准分划板和准直镜依次可拆卸设置在出光口处，所述工业相机与处理设备连接。
2.如权利要求1所述的林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，所述标准靶源包括：积分球、光源和支架；所述积分球设置在支架上，积分球内部设有空腔，积分球具有入光口和出光口，所述入光口处设置有第一安装管，出光口处设置有第二安装管，所述第一安装管、入光口、空腔、出光口和第二安装管依次连通，所述光源设置在第一安装管上，所述标准分划板和准直镜依次可拆卸设置在第二安装管上。
3.如权利要求2所述的林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，所述第一安装管上开设有第一插槽，第一插槽内可拆卸设置有可见光滤光片，所述第二安装管上开设有第二插槽，所述分化板可拆卸设置在第二插槽内，所述准直镜螺纹连接在第二安装管的端部。
4.林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，采用权利要求1～3任一项所述的林格曼测烟望远镜校准装置对目视式林
5.如权利要求4所述的林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，所述采用所述处理设备对第一分划板图像和第二分划板图像进行处理，得到校准值，包括：
6.如权利要求5所述的林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，在所述曝光时间下，所述灰度值与积分透射比的函数关系为：
7.如权利要求5所述的林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，所述根据所述背景区域的测量积分透射比和各阶灰度块区域的测量积分透射比计算得到各阶灰度块区域对应的测量黑度值，包括：
8.如权利要求5所述的林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，所述对所述第一灰度图像进行边缘检测识别出标准分划板上的各个区域，包括：
9.如权利要求5所述的林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，在所述获取第一分划板图像之后，还包括：
10.林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，采用权利要求1～3任一项所述的林格曼测烟望远镜校准装置对光电式林格曼测烟望远镜进行校准，包括：
...【技术特征摘要】
1.林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，包括：处理设备、标准分划板、准直镜、依次设置的标准靶源和工业相机；所述标准分划板具有背景区域和多阶灰度块区域，所述标准靶源具有出光口，所述标准分划板和准直镜依次可拆卸设置在出光口处，所述工业相机与处理设备连接。
2.如权利要求1所述的林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，所述标准靶源包括：积分球、光源和支架；所述积分球设置在支架上，积分球内部设有空腔，积分球具有入光口和出光口，所述入光口处设置有第一安装管，出光口处设置有第二安装管，所述第一安装管、入光口、空腔、出光口和第二安装管依次连通，所述光源设置在第一安装管上，所述标准分划板和准直镜依次可拆卸设置在第二安装管上。
3.如权利要求2所述的林格曼测烟望远镜校准装置，其特征在于，所述第一安装管上开设有第一插槽，第一插槽内可拆卸设置有可见光滤光片，所述第二安装管上开设有第二插槽，所述分化板可拆卸设置在第二插槽内，所述准直镜螺纹连接在第二安装管的端部。
4.林格曼测烟望远镜校准方法，其特征在于，采用权利要求1～3任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王潇潇，袁筱东，韩世洋，李一洲，姜中蛟，林洁芙，黄宇晖，马婷婷，
申请(专利权)人：广州计量检测技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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