理论教育 投影扫描法测量原理探究

投影扫描法测量原理探究

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2 投影法测量原理图1—光源 2、3、4—柯拉远心照明系统 5—被测物 6—物镜 7—光阑 8—CCD 9—扫描装置设凝胶宽度值为l,在CCD上的阴影尺寸为L,则凝胶宽度值可表示为式中,N为阴影所覆盖的CCD像素数;S为像素间中心距;f′为物镜的焦距。由式与式可得出凝胶宽度的计算公式,即由于用固定的CCD无法跟踪不断胀大的胶体中的某一尺寸,因此,我们采用CCD扫描投影的方法找出投影的最大尺寸作为特征尺寸,测量它的变化。

投影扫描法测量原理探究

由于最近几年来电荷耦合器件——CCD技术的飞速发展,应用投影技术,用CCD作为光电转换元件,再加上适当的电路处理,就可以很方便地得到我们所需要的宽度值,图2所示为投影法测量原理图

从光源1发出的光,经过柯拉远心照明系统2、3、4形成平行光照射在被测物(凝胶颗粒)5上,物镜6将平行光束会聚于焦平面处的光阑7上,并透过光阑将透射光束及被放大的阴影投射于距离光阑L0处的CCD8上。CCD作为传感器检测凝胶的宽度值。

图2 投影法测量原理图

1—光源 2、3、4—柯拉远心照明系统 5—被测物 6—物镜 7—光阑 8—CCD 9—扫描装置

设凝胶宽度值为l,在CCD上的阴影尺寸为L,则凝胶宽度值可表示为

式中,N为阴影所覆盖的CCD像素数;S为像素间中心距;f′为物镜的焦距。(www.daowen.com)

成像在CCD像敏元上的透射光,使CCD中形成“电荷包”,在控制脉冲的作用下,将空间光强信号转化为幅值随时间变化的电信号输出。阴影的空间宽度L与对应的信号时间宽度t的关系为

式中,Td为CCD驱动脉冲周期;t为CCD输出信号的时间宽度。

由式(1)与式(2)可得出凝胶宽度的计算公式,即

由于用固定的CCD无法跟踪不断胀大的胶体中的某一尺寸,因此,我们采用CCD扫描投影的方法找出投影的最大尺寸作为特征尺寸,测量它的变化。

在测量过程中,用投影扫描法分别测出凝胶溶胀过程中不同时刻的特征尺寸,这样就得到了凝胶的动态特性曲线。

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