CN111289484A - 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法 - Google Patents

一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111289484A
CN111289484A CN202010167392.6A CN202010167392A CN111289484A CN 111289484 A CN111289484 A CN 111289484A CN 202010167392 A CN202010167392 A CN 202010167392A CN 111289484 A CN111289484 A CN 111289484A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
fluorescence
rhodamine
cold
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010167392.6A
Other languages
English (en)
Inventor
高继鹏
王成安
许多
谭建宇
周志权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology Weihai
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Weihai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology Weihai filed Critical Harbin Institute of Technology Weihai
Priority to CN202010167392.6A priority Critical patent/CN111289484A/zh
Publication of CN111289484A publication Critical patent/CN111289484A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，通过分别至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；根据已知温度与灰度值计算得到温度‑灰度值关系；根据在被扰动的冷表皮下的溶液所拍摄的荧光图像和温度‑灰度值关系计算出被扰动后的冷表皮的温度。本发明利用激光诱导荧光技术结合罗丹明B溶液发出荧光时所具有的温度效应，采用激光诱导荧光的方法所带来的直观性有利于在检测过程中快速的锁定温度异常区域并开展分析，受周围环境温度影响低，产生的干扰信号更小，对相机等记录与后处理装置的要求更低，降低了检测的成本，提高了检测的环境适应能力。

Description

一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法
技术领域
本发明涉及水动力分析技术领域，具体涉及一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法。
背景技术
对于海水表面来说，由于气-水界面的热量、水汽等物理量的交换，使得其表面形成毫米数量级厚度的冷边界层，该层水体的温度一般会比相邻的下层水体温度低数百mK的温度，形成了冷表皮，海洋环境中的潮汐、洋流、风等因素产生的内波和表面波对于海面冷表皮的热辐射特性均会产生变化，产生的这些痕迹的空间尺度往往很大，因此特别适合采用空间遥感等手段对海表面进行监视，此外舰船的运行，鱼群的在水域中的移动，水下开采工程等有关于人类在水下的生产生活行为也会对该种自然现象(冷表皮)产生影响，以此为依据对水面进行的观测能较为快速清晰的反应这些活动的信息。因此，对于在该领域相关的技术具有相当的社会和经济价值。
有关海洋冷表皮的研究并不多见，相关的检测和模拟分析技术更是罕见，典型的技术方案是直接采用高精度红外相机进行观测和分析，即捕捉表皮破坏时产生的微小温差变化，只能对水表面的热辐射信号记录，该技术较为普遍的应用于非声学探潜领域，军事价值作用明显。但对于标定冷表皮现象产生时的空间参数，如表皮的厚度、动力学分析(速度、涡量、散度等指标)、其被破坏的原理与规律等问题的解决没有相应的技术方案。
关于激光诱导罗丹明B荧光的温度效应：罗丹明B作为一种人合成染色剂，具有良好的荧光特性，当以特定波长的光对其所配置的溶液进行照射时，可以使其分子处于激发态，但状态并不稳定，会恢复到基态，而在这过程中就会发出另一波长范围的光，产生荧光现象，对于罗丹明B这种物质，当使用激光诱导其产生荧光时，溶液的温度的变化会时荧光的波长范围与发光的强度均会发生改变，这种现象就是温度效应。
对于现有关于冷表皮检测的技术来说，使用灵敏度高的红外相机对液面的热辐射特性进行观测时最主流的方案，该种方法从原理上最为直接，但红外相机所观测的范围有限，对于较大水域，特别是进行海域观测时，往往需要投入更多的观测设备，其维护和运行的成本非常巨大。红外光不可见的特性也使的红外观测技术难以在大片的检测区域内快速的发现温度异常区域。此外，由于红外技术利用的是各物体的热辐射特性来进行检测，根据热力学第三定律，在观测过程中，背景区域的各类物体均会产生热信号，这使得该技术所受的干扰因素众多，可以进行检测的环境条件受到了限制，观测时产生的噪声信号也常会对结果产生影响。
发明内容
针对上述提到的现有的检测方案受到的干扰因素多，环境条件受到限制，噪声影响大，成本高等问题。本申请的实施例的目的在于提出了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
本申请的实施例提供了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，包括以下步骤：
S1：分别在至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；
S2：根据已知温度与灰度值计算得到温度-灰度值关系；以及
S3：根据在被扰动的冷表皮下的溶液所拍摄的荧光图像和温度-灰度值关系计算出被扰动后的冷表皮的温度。
通过罗丹明B的荧光效应和温度效应测量溶液表面冷表皮的温度，通过模拟检测液体表面形成的温度薄层并可以反映出其受到运动破坏时由于温差所产生的现象。
在一些实施例中，步骤S1包括以下步骤：
S11：将激光器以与溶液的液面重合的方向照射在加入罗丹明B的溶液上；
S12：通过垂直于液面的高速相机拍摄溶液产生荧光时的图像，并同时记录下溶液的温度；
S13：分析图像中与荧光所对应的灰度值；以及
S14：在至少两个不同已知温度下分别进行步骤S11-S13，得到在不同已知温度下的所对应的不同灰度值。
诱导激光、荧光均为可见光波段，便于直观的产生结果，有利于在大范围水域对目标的搜索与检测，罗丹明B受激光诱导时产生的荧光强度会随温度的升高而降低，因此使用普通相机或高速相机对图像进行分析也可得出检测水域的温度场情况，与高精度红外检测技术相比成本更低。
在一些实施例中，不同已知温度包括溶液中温度均匀的基点温度和冷表皮温度，冷表皮的制备通过包括加热器或制冷机对溶液进行加热或冷却。基点温度为环境温度，在实验室条件下冷表皮的制备可以通过加热器或制冷机就可以很容易实现，成本低。
在一些实施例中，步骤S3具体包括：
S31：对产生扰动后的冷表皮的溶液的液面通过激光器进行照射，得到扰动情况下液面的荧光图像，并计算得到荧光图像的灰度值；
S32：通过温度-灰度值关系和荧光图像的灰度值进行计算得到被扰动后的冷表皮的温度。
利用荧光的强度来判断温度发生变化的冷表皮区域，区别于红外检测技术直接利用物体发出的红外辐射进行观测的原理，属于间接检测模拟的信号，因此受到周围环境的干扰更小，对检测环境的限制更低。
在一些实施例中，温度-灰度值关系包括线性关系常数。温度和荧光强度之间存在线性关系，方便进行计算和测量。
在一些实施例中，被扰动后的冷表皮的温度的计算公式为：T＝K×(gx-g1)+t1或T＝t2-K×(g2-gx)，其中，K为线性关系常数，gx为荧光图像的灰度值，g1和t1以及g2和t2分别是低于荧光图像的灰度值和高于荧光图像的灰度值的冷表面的灰度值和所对应的已知温度。通过荧光的强度变化反应温度的变化情况，又通过温度的变化反映扰动冷表皮被破坏的程度，达到检测冷表皮的目的。其本质是冷表皮的破坏使下层温度较低的溶液侵入液面，故而引发液面温度的变化。
在一些实施例中，具有罗丹明B的溶液的配置包括以下步骤：
S111：根据观察水域体积计算罗丹明B的剂量，并根据剂量在观测水域中加入罗丹明B配置成溶液；
S112：将溶液静置一定时间。
通过此方式进行测量，罗丹明B所需的剂量低即可产生较强的荧光，此方法适用于在较大水域进行表皮检测或观测实验。
在一些实施例中，激光器所用的波段在绿光波段，并调整为片光源。在该条件下得到的荧光效果最好，检测的强度最大。
在一些实施例中，高速相机设置在固定位。固定位采集的图像不受其他因素的干扰。
在一些实施例中，高速相机为彩色相机时，分别提取彩色相机的RGB通道数据作为灰度值进行分别计算，被扰动后的冷表皮的温度为根据分别根据RGB通道数据计算得到的被扰动后的冷表皮的温度的平均值。通过彩色相机同样也可以进行测试，成本低廉。
本申请提出了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，通过分别至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；根据已知温度与灰度值计算得到温度-灰度值关系；根据在被扰动的冷表皮下的溶液所拍摄的荧光图像和温度-灰度值关系计算出被扰动后的冷表皮的温度。本发明利用激光诱导荧光技术结合罗丹明B溶液发出荧光时所具有的温度效应，使观测水域产生的冷表皮温度变化的区域能以可见光的形式间接的表现出来，大大增强了检测的直观性。采用激光诱导荧光的方法所带来的直观性有利于在检测过程中快速的锁定温度异常区域并开展分析，此外罗丹明B所需浓度小，有利于大面积的检测。受周围环境温度影响低，产生的干扰信号更小，因而对相机等记录与后处理装置的要求也更低，降低了检测的成本，提高了检测的环境适应能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法的制备具有罗丹明B的溶液的流程示意图；
图3为本发明的实施例的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法的步骤S1的流程示意图；
图4为本发明的实施例的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法的步骤S3的流程示意图；
图5为本发明的实施例的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法所用的装置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的实施例中公开了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：分别在至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；
S2：根据已知温度与灰度值计算得到温度-灰度值关系；以及
S3：根据在被扰动的冷表皮下的溶液所拍摄的荧光图像和温度-灰度值关系计算出被扰动后的冷表皮的温度。
在具体的实施例中，通过罗丹明B的荧光效应和温度效应测量溶液表面冷表皮的温度，通过模拟检测液体表面形成的温度薄层并可以反映出其受到运动破坏时由于温差所产生的现象。由于受条件限制，具体技术方案以实验室内模拟冷表皮的检测方法为准。在实验室条件下，如图2所示，具有罗丹明B的溶液的配置包括以下步骤：
S111：根据观察水域体积计算罗丹明B的剂量，并根据剂量在观测水域中加入罗丹明B配置成溶液；
S112：将溶液静置一定时间。
配置的溶液中的罗丹明B浓度在0.005g/L左右，在此浓度条件下，激光诱导罗丹明B产生荧光的强度最大。溶液静置的时间一般为12h-36h，可以随着水体的大小而调整，其目的在于使水域不再产生因调制溶液时产生的扰动而对观测表皮产生影响，此外要使水体温度恢复至环境温度则可能需要更长的静置时间，以确保水体与环境充分换热达到环境温度。
在具体的实施例中，如图3所示，步骤S1包括以下步骤：
S11：将激光器以与溶液的液面重合的方向照射在加入罗丹明B的溶液上；
S12：通过垂直于液面的高速相机拍摄溶液产生荧光时的图像，并同时记录下溶液的温度；
S13：分析图像中与荧光所对应的灰度值；以及
S14：在至少两个不同已知温度下分别进行步骤S11-S13，得到在不同已知温度下的所对应的不同灰度值。
在具体的实施例中，激光器所用的波段在绿光波段，在优选的实施例中，激光器的波长为532nm，但是不局限与532nm，其附近的绿光波段均可，并可以将激光器调整为片光源。在优选的实施例中，高速相机设置在固定位，采用垂直于液面的固定位高速相机，记录此时溶液产生荧光时的图像。在具体的实施例中，不同已知温度包括溶液中温度均匀的基点温度和冷表皮温度，冷表皮的制备通过包括加热器或制冷机对溶液进行加热或冷却。基点温度为水体内部产生的环境温度，在实验室条件下，冷表皮的制备可以通过加热器或制冷机就可以很容易实现，成本低。基点温度和冷表皮温度都可以通过红外温度计获得，两者应采用同样的测温方式，且测定参数应相同，具有对比性。使用测温设备记录此时的溶液温度t1，并分析记录图像中荧光对应的灰度值作为基点温度t1的灰度对应值g1。使用的相机可以是彩色相机，分析彩色相机图像时可分别提取其RGB通道，进行三组数据的记录r1、g1、b1。温度计使用红外测温剂，由于溶液反射率未知和红外温度计本身的结构原理，并不能准确无误的得出此时溶液的确切温度，但红外测温计不与溶液接触，对检测时产生的影响最小。
诱导激光、荧光均为可见光波段，便于直观的产生结果，有利于在大范围水域对目标的搜索与检测，罗丹明B受激光诱导时产生的荧光强度会随温度的升高而降低，因此使用普通相机或高速相机对图像进行分析也可得出检测水域的温度场情况，与高精度红外检测技术相比成本更低。
在实验室中模拟自然水域情况，制备冷表皮。首先使用辐射加热器对溶液表面进行特定位置下的定时加热，辐射加热器对称的分布于水体周围两侧，其加热方向角度可调但须保持一致，加热的时间与强度视模拟的环境而定，此外可使用制冷风机，造波器等设备模拟制定的环境对水域冷表皮进行制备。对加热完备的溶液进行静置冷却，在优选的实施例中，冷却时间3-5min，可以通过辐射加热器的加热时间与强度适当调整，由于进行的是固定位置的辐射加热，不能完全模拟自然条件下太阳的平行光辐射，因此需要冷却使液面进行导热，已获得温度较为均匀表皮，减少检测误差。在此情况下，需要记录冷表皮制备完成后的荧光图像并提取灰度值g2(彩色图像记录r2、g2、b2)，并测定此时冷表皮温度t2。
在具体的实施例中，根据基点温度t1、冷表皮温度t2与灰度值计算得到温度-灰度值关系，温度-灰度值关系包括线性关系常数。其表达式为：K＝(t2-t1)/(g2-g1)，其中K为温度-灰度值线性关系常数，在通常观测的水域温度范围内3-30℃，激光诱导罗丹明溶液产生荧光的强度与温度成线性关系。对于彩色图像，其产生的线性关系常数应分别进行计算，即K1＝(t2-t1)/(r2-r1)、K2＝(t2-t1)/(g2-g1)、K3＝(t2-t1)/(b2-b1))。
在接下来的步骤中，根据实验工况，设定相应的扰动，进行冷表皮检测，通过温度的变化反映扰动冷表皮被破坏的程度，达到检测冷表皮的目的。其本质是冷表皮的破坏使下层温度较低的溶液侵入液面，故而引发液面温度的变化
在具体的实施例中，如图4所示，步骤S3具体包括：
S31：对产生扰动后的冷表皮的溶液的液面通过激光器进行照射，得到扰动情况下液面的荧光图像，并计算得到荧光图像的灰度值；
S32：通过温度-灰度值关系和荧光图像的灰度值进行计算得到被扰动后的冷表皮的温度。
利用荧光的强度来判断温度发生变化的冷表皮区域，区别于红外检测技术直接利用物体发出的红外辐射进行观测的原理，属于间接检测模拟的信号，因此受到周围环境的干扰更小，对检测环境的限制更低。
对已经生成冷表皮的溶液进行预设的扰动，同时使用片激光照射水面，并用高速相机记录扰动产生过程中水面的荧光图像。在实验室条件下，对配置好的水体进行预设的扰动可以是模型拖曳、水下物质排放、造波等相关的实验或观测对象。对荧光图像记录前需将调整好的激光源照射至指定位置，观测用的高速相机需进行固定位置的图像记录，以保证对其他变量因素的控制。提取步骤S31所得到的荧光图像的灰度值gx，对于彩色图像需提取rx、gx、bx。
在具体的实施例中，结合温度与灰度值的关系，可以得到冷表皮检测的相关数据，被扰动后的冷表皮的温度的计算公式为：T＝K×(gx-g1)+t1或T＝t2-K×(g2-gx)，其中，K为线性关系常数，gx为荧光图像的灰度值，g1和t1以及g2和t2分别是低于荧光图像的灰度值和高于荧光图像的灰度值的冷表面的灰度值和所对应的已知温度。
根据上述得出的温度-灰度值线性关系常数K(对于彩色图像，温度-灰度值线性关系常数为K1、K2、K3)，可利用图像中的灰度值推算出被扰动后的冷表皮的温度T(对于彩色图像则得出了三组推算温度T1、T2、T3)。计算关系如下：
普通灰度图像：T＝K×(gx-g1)+t1或T＝t2-K×(g2-gx)；
彩色图像：T1＝K1×(rx-r1)+t1,T2＝K2×(gx-g1)+t1,T3＝K3×(bx-b1)+t1；或
T1＝t2-K1×(r2-rx),T2＝t2-K2×(g2-gx),T3＝t2-K3×(b2-bx)；
最后由T＝(T1+T2+T3)/3计算出被扰动下的冷表皮的温度。
步骤S12所测量的温度并非实际准确的温度数据，采用本发明计算的温度侧重反应的是温度变化的情况，通过荧光的强度变化反应温度的变化情况，又通过温度的变化反映扰动冷表皮被破坏的程度，达到检测冷表皮的目的。其本质是冷表皮的破坏使下层温度较低的溶液侵入液面，故而引发液面温度的变化。
通过对记录的荧光图像进行后处理，识别观测表面温度异常的区域，并将其提取或显性化，得出冷表皮被破坏后的形态特征。后处理的所使用的工具可以是图像后处理软件或者编写的算法，此步骤仅对荧光图像的灰度数据进行操作，不涉及到实际温度上的处理，重点在于得出冷表皮形态变化的特征。
在实验室条件下，本发明的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法可以采用以下几个模块组成的装置进行测量。如图5所示，图5中不展示全部设备的具体放置位置，该装置包括冷表皮制备模块、图像采集与后处理模块、诱导光源模块、荧光溶液制备模块和实验扰动源模块。冷表皮制备模块包括辐射换热加热器1和制冷风机4，图像采集与后处理模块包括高速相机2和图像采集卡与后处理计算机3，诱导光源模块包括5.532+/-1nm的双脉冲激光器5以及安装于激光发射口处的片光源光栅，实验扰动源模块包括水下拖曳模型***8，主要由模型与拖曳驱动装置组成，在本实施例中以拖曳实验为例，用于检测水下拖曳扰动对冷表皮的影响。其他的扰动模块以具体情况为主。
本申请提出了一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，通过分别至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；根据已知温度与灰度值计算得到温度-灰度值关系；根据在被扰动的冷表皮下的溶液所拍摄的荧光图像和温度-灰度值关系计算出被扰动后的冷表皮的温度。本发明利用激光诱导荧光技术结合罗丹明B溶液发出荧光时所具有的温度效应，使观测水域产生的冷表皮温度变化的区域能以可见光的形式间接的表现出来，大大增强了检测的直观性。染色剂(罗丹明B)受激光诱导时产生的荧光强度会随温度的升高而降低，因此使用普通相机或高速相机对图像进行分析也可得出检测水域的温度场情况，相较于高精度红外检测技术，本技术的成本较低。采用激光诱导荧光的方法所带来的直观性有利于在检测过程中快速的锁定温度异常区域并开展分析，此外罗丹明B所需浓度小，有利于大面积的检测。受周围环境温度影响低，产生的干扰信号更小，因而对相机等记录与后处理装置的要求也更低，降低了检测的成本，提高了检测的环境适应能力。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：分别在至少两个不同已知温度下拍摄出具有罗丹明B的溶液在激光器照射下产生荧光的图像，并对所述图像进行分析得到与荧光对应的灰度值；
S2：根据所述已知温度与所述灰度值计算得到温度-灰度值关系；以及
S3：根据在被扰动的冷表皮下的所述溶液所拍摄的荧光图像和所述温度-灰度值关系计算出所述被扰动后的冷表皮的温度。
2.根据权利要求1所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：将所述激光器以与所述溶液的液面重合的方向照射在加入罗丹明B的所述溶液上；
S12：通过垂直于所述液面的高速相机拍摄所述溶液产生荧光时的图像，并同时记录下所述溶液的温度；
S13：分析所述图像中与荧光所对应的灰度值；以及
S14：在至少两个不同已知温度下分别进行所述步骤S11-S13，得到在不同已知温度下的所对应的不同灰度值。
3.根据权利要求1所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，不同已知温度包括所述溶液中温度均匀的基点温度和冷表皮温度，所述冷表皮的制备通过包括加热器或制冷机对所述溶液进行加热或冷却。
4.根据权利要求1所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31：对产生扰动后的所述冷表皮的所述溶液的液面通过所述激光器进行照射，得到扰动情况下所述液面的荧光图像，并计算得到所述荧光图像的灰度值；
S32：通过所述温度-灰度值关系和所述荧光图像的灰度值进行计算得到所述被扰动后的冷表皮的温度。
5.根据权利要求4所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述温度-灰度值关系包括线性关系常数。
6.根据权利要求5所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述被扰动后的冷表皮的温度的计算公式为：T＝K×(gx-g1)+t1或T＝t2-K×(g2-gx)，其中，K为所述线性关系常数，gx为所述荧光图像的灰度值，g1和t1以及g2和t2分别是低于所述荧光图像的灰度值和高于所述荧光图像的灰度值的冷表面的灰度值和所对应的已知温度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述具有罗丹明B的溶液的配置包括以下步骤：
S111：根据观察水域体积计算罗丹明B的剂量，并根据所述剂量在所述观测水域中加入所述罗丹明B配置成所述溶液；
S112：将所述溶液静置一定时间。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述激光器所用的波段在绿光波段，并调整为片光源。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述高速相机设置在固定位。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的基于罗丹明B荧光特性的冷表皮检测方法，其特征在于，所述高速相机为彩色相机时，分别提取所述彩色相机的RGB通道数据作为灰度值进行分别计算，所述被扰动后的冷表皮的温度为根据分别根据RGB通道数据计算得到的被扰动后的冷表皮的温度的平均值。
CN202010167392.6A 2020-03-11 2020-03-11 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法 Pending CN111289484A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010167392.6A CN111289484A (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010167392.6A CN111289484A (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111289484A true CN111289484A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71027059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010167392.6A Pending CN111289484A (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111289484A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308179A (zh) * 2022-08-05 2022-11-08 北京航空航天大学 基于荧光染色的冰晶融化率测量装置
CN116258932A (zh) * 2023-03-09 2023-06-13 中国人民解放军海军潜艇学院 一种用于水下运动目标尾迹的红外融合探测方法及***

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082699A (ja) * 1996-09-09 1998-03-31 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 流体の２次元温度分布の測定方法及び装置
US20030048831A1 (en) * 2000-03-09 2003-03-13 Fabrice Lemoine Optical device and method for the non-intrusive measuring of the temperature of a flowing liquid
US20060176930A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Yoo Jung Y Method for measuring temperature in microscale
JP2009002811A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Toyota Central R&D Labs Inc 温度計測装置又は温度計測方法
JP2013068499A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Univ Of Yamanashi 非接触気体温度計測方法及び装置
WO2016008787A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Method and device for analyzing a fluid medium such as a blood sample
CN107356515A (zh) * 2017-07-20 2017-11-17 上海睿钰生物科技有限公司 一种荧光图像的荧光强度确定方法和***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082699A (ja) * 1996-09-09 1998-03-31 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 流体の２次元温度分布の測定方法及び装置
US20030048831A1 (en) * 2000-03-09 2003-03-13 Fabrice Lemoine Optical device and method for the non-intrusive measuring of the temperature of a flowing liquid
US20060176930A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Yoo Jung Y Method for measuring temperature in microscale
JP2009002811A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Toyota Central R&D Labs Inc 温度計測装置又は温度計測方法
JP2013068499A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Univ Of Yamanashi 非接触気体温度計測方法及び装置
WO2016008787A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-21 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Method and device for analyzing a fluid medium such as a blood sample
CN107356515A (zh) * 2017-07-20 2017-11-17 上海睿钰生物科技有限公司 一种荧光图像的荧光强度确定方法和***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
薛婷等: "基于激光诱导荧光的液膜温度场测量", 《天津大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308179A (zh) * 2022-08-05 2022-11-08 北京航空航天大学 基于荧光染色的冰晶融化率测量装置
CN116258932A (zh) * 2023-03-09 2023-06-13 中国人民解放军海军潜艇学院 一种用于水下运动目标尾迹的红外融合探测方法及***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103439342B (zh) 基于热图时序特征的红外无损检测方法
Pitarresi Lock-in signal post-processing techniques in infra-red thermography for materials structural evaluation
CN111289484A (zh) 一种基于罗丹明b荧光特性的冷表皮检测方法
ElMasry et al. Non-invasive sensing of freshness indices of frozen fish and fillets using pretreated excitation–emission matrices
JP2021504864A (ja) ニューラルネットワークを使用してサンプルを特徴付けるための方法
Peng et al. A grid-pattern PSP/TSP system for simultaneous pressure and temperature measurements
CN102819740A (zh) 一种单帧红外图像弱小目标检测和定位方法
Jang et al. Impact localization on a composite stiffened panel using reference signals with efficient training process
Yongqing et al. The temperature measurement technology of infrared thermal imaging and its applications review
Fan et al. Adaptive magnetic anomaly detection method using support vector machine
CN104764713B (zh) 太赫兹瞬态热成像检测和层析成像***及方法
Balasubramaniam et al. Global and local area inspection methods in damage detection of carbon fiber composite structures
Khan et al. Automatic monitoring system for singularity detection in dikes by DTS data measurement
CN109990902A (zh) 一种图谱关联的分谱段估计目标亮温的方法
Zheng et al. Automatic defect detection based on segmentation of pulsed thermographic images
Martínez et al. Improved thermal analysis of buried landmines
CN106500997A (zh) 一种基于可调谐半导体激光器光谱吸收法的内燃机缸内压力及温度测试方法及装置
Ding et al. Simultaneous measurement of flame impingement and piston surface temperatures in an optically accessible spark ignition engine
Dudzik Characterization of material defects using active thermography and an artificial neural network
CN110160661A (zh) 一种基于可见光照片的物体表面温度的测量方法及装置
Grys et al. Investigation on dual-domain data processing algorithm used in thermal non-destructive evaluation
Shrestha et al. Infrared thermography: philosophy, approaches, analysis—processing, and guidelines
Kastek et al. Method of gas detection applied to infrared hyperspectral sensor
JP4354822B2 (ja) 物体を明らかにする方法及びそれに関連する装置
Wang et al. A new approach for unqualified salted sea cucumber identification: integration of image texture and machine learning under the pressure contact

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination