[发明专利]一种浓度场-密度场同步测量系统及方法

权利要求书

1.一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，包括：光源、透明装置、第一滤光片、第二滤光片、第一成像装置、第二成像装置、斑点靶板和数据采集处理系统；

所述斑点靶板为带有斑点的板子；所述光源用于发出第一设定波长的激光；所述透明装置设置在所述光源的输出光路上，所述透明装置用于通入待测流体，形成待测流体物理场；所述斑点靶板设置在所述透明装置的输出光路上，所述斑点靶板用于根据第一光束生成第一斑点激光，以及根据第二光束生成第二斑点激光；所述第一光束为未通入待测流体的透明装置透过的激光，所述第二光束为通入待测流体后的透明装置透过的激光；所述待测流体物理场中设置有荧光剂；所述荧光剂用于根据所述光源发出的激光生成第二设定波长的荧光；所述第一滤光片和所述第二滤光片均设置在所述透明装置的出射光路上；所述第一滤光片的波长为所述第一设定波长，所述第二滤光片的波长为所述第二设定波长；所述第一滤光片设置在所述第一成像装置的镜头前，所述第一滤光片用于透过所述第一斑点激光和第二斑点激光；所述第二滤光片设置在所述第二成像装置的镜头前，所述第二滤光片用于透过所述荧光；所述第一成像装置用于拍摄所述第一斑点激光，以生成第一斑点激光图像，所述第一成像装置还用于拍摄第二斑点激光，以生成第二斑点激光图像；所述第二成像装置用于拍摄所述荧光，以生成荧光图像；所述数据采集处理系统分别与所述第一成像装置和所述第二成像装置连接，所述数据采集处理系统用于根据所述第一斑点激光图像和所述第二斑点激光图像得到所述待测流体物理场的密度场，以及根据所述荧光图像得到所述待测流体物理场的浓度场。

2.根据权利要求1所述的一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，还包括：同步控制器，所述同步控制器分别与所述光源、所述第一成像装置和所述第二成像装置连接，所述同步控制器用于控制所述光源、所述第一成像装置和所述第二成像装置的打开或关闭。

3.根据权利要求1所述的一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，所述第一成像装置和所述第二成像装置均为CCD相机。

4.根据权利要求2所述的一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，还包括：主控制器，所述主控制器与所述同步控制器连接，所述主控制器用于控制所述同步控制器的打开或关闭。

5.根据权利要求1所述的一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，所述光源为点光源激光器或者面光源激光器。

6.根据权利要求1所述的一种浓度场-密度场同步测量系统，其特征在于，还包括：导光臂，所述导光臂固定在所述光源的输出端口处，所述导光臂用于将所述激光引导到所述透明装置上。

7.一种浓度场-密度场同步测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任意一项所述浓度场-密度场同步测量系统，所述方法包括：

获取第一斑点激光图像、第二斑点激光图像和荧光图像，所述第一斑点激光图像为第一成像装置拍摄第一斑点激光形成的图像，所述第二斑点激光图像为所述第一成像装置拍摄第二斑点激光形成的图像，所述荧光图像为第二成像装置拍摄荧光形成的图像；

根据所述荧光图像计算待测流体物理场的荧光强度；

根据所述荧光强度和预先存储的荧光强度与混合工质浓度拟合曲线得到待测流体物理场的浓度场；

根据所述第一斑点激光图像和所述第二斑点激光图像计算斑点靶板上斑点的偏移量；

根据所述偏移量计算待测流体物理场的密度场。

8.根据权利要求7所述的一种浓度场-密度场同步测量方法，其特征在于，所述根据所述偏移量计算待测流体物理场的密度场，具体包括：

根据所述偏移量计算待测流体物理场的折射率；

根据所述折射率计算待测流体物理场的密度场。