[发明专利]一种基于高光谱成像的监控激光清洗进程的方法

说明书

技术领域

本发明属于激光清洗领域，尤其涉及一种智能判断激光清洗进程及效果的方法。

背景技术

在激光清洗中，基质间和待处理表面的材质，组分不同，造成处理时可能需要激光输出不同的参数，扫描次数也不相同。如专利申请号为201110415300.2的发明专利，虽然提出了大功率激光器清洗的方法，但未对清洗过程进行监控，容易对清洗对象造成损伤。而常用的监测方法有光学成像法、表面特征量测量法、振动信号测量法、荧光光谱法和等离子体光谱法等。但现有的具有通用性的监测方式只有光学成像法一种，其它监测方式都有其适用对象和局限性。如专利申请号为201210582928.6的发明专利，提出了用色度来区分清洗对象的污染层和基质层，这需要操作者对激光清洗污物的特点较为熟悉，对于污染层杂质和基层颜色相近的清洗，例如某些石质文物的清洗，无法有效判断，不利于设备向智能化方向发展。

发明内容

本发明的目的在于使用高光谱成像技术判断激光清洗进程的方法，本发明可以快速无损伤的提供激光清洗实时情况，对清洗进程有清晰明确的结果。

未达到上述目的，本发明的技术方案是：

1)将基质和表面待处理物质置于高光谱监测系统中，获取它们的高光谱图像；

2)将清洗中的样品同样放在相同条件下的高光谱监测系统中，得到清洗过程中样品的高光谱图像；

3)将所得的高光谱数据及图像进行处理；

4)利用下述公式(1)对上述图像进行处理，得到不同波长下反射率的校正比值：

CL(λ)=RT(λ)-RC(λ)RG(λ)-RC(λ),---(1)]]>

其中，CL(λ)为某一波长对应的反射率校正比值，RT(λ)、RC(λ)和RG(λ)分别是清洗内区域的发射率、表面待处理物质的反射率和原始基质的反射率，当CL(λ)≥90％时判断该区域内被清洗干净，输出相应的数据。

所述步骤1)中的基质可以是金属，此时表面待处理物质是表面污染物、油漆或锈迹，基质也可以是石料，此时表面待处理物质为表面沉积物或青苔。

所述步骤2)中清洗中的样品也置于上述步骤中高光谱监控中，保证测试条件与步骤(1)中测试条件相同。

所述步骤3)中高光谱数据及图像的处理包括白板校正、暗电流校正和噪声去除的步骤。

所述的白板校正使用的是平场域纠正法，使用高光谱成像仪扫描反射率为99.99％的白色标准校正板后得到全白的的高光谱图像，通过公式(2)将图像中每一像素定标为反射率，公式(2)如下：

本发明的有益效果：利用光线下不同物质在各个波长上的反射率不同的特性，实时检查各个观测点上的清洗情况，完成自动判断清洗效果的目的，保护了清洗过程中可能产生的清洗不干净及过清洗现象，有助于激光清洗向智能方向的发展，且计算简单，精度高。

附图说明

图1：方法流程图。

图2：装置示意图。

图3：高光谱数据示意图。

图中各附图标记含义为：1.激光器装置，2.控制系统装置，3.光学系统装置，4.清洗样品，5.高光谱采集装置，6.光源装置，7.高光谱数据处理装置。

具体实施方式

如图1中所示，本实施例的一种基于高光谱成像监控激光清洗过程的方法，包括如下步骤：

(1)获取基质和表面处理物质的高光谱图像：