[发明专利]基于激光测量旋转液体高度差的重力加速度实验系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于激光测量旋转液体高度差的重力加速度实验系统及方法，系统包括转速控制模块、激光器、摄像头和转动装置，其中，所述转动装置包括支架，所述支架上固定有距离测量模块，所述支架上设置有沿支架移动的移动模块，所述支架底端设置有旋转托盘，托盘上放置有盛水器，所述转速控制模块控制旋转托盘旋转，所述移动模块上放置有激光器，所述摄像头采集激光穿过盛水器中旋转液体凹液面的激光光路图像。所述摄像头连接有处理器，所述处理器接收不同高度的激光出射图像。本发明实验现象为激光光路是否反射，实验现象明确而明显。

主权项

1.一种基于激光测量旋转液体高度差的重力加速度实验系统，其特征是：包括转速控制模块、激光器、摄像头和转动装置，其中，所述转动装置包括支架，所述支架上固定有距离测量模块，所述支架上设置有沿支架移动的移动模块，所述支架底端设置有旋转托盘，托盘上放置有盛水器，所述转速控制模块控制旋转托盘旋转，所述移动模块上放置有激光器，所述摄像头采集激光穿过盛水器中旋转液体凹液面的激光光路图像，所述摄像头连接有处理器，所述处理器接收不同高度的激光出射图像；所述盛水器盛装有透明液体，所述透明液体内加入有黑墨水，按照2:1000的比例添加黑墨水，在旋转过程中，黑墨水性质稳定，激光光路一直很明显；如激光位置未进入旋转液体凹液面，则激光光路穿过水桶中的下侧的水或上侧的空气，光路不会发生折射，摄像头拍摄图像的亮度较高，如激光位置进入旋转液体凹液面，旋转过程中，由于激光在水凹面发生反射，激光光路发生明显变化，摄像头拍摄图像的亮度也显著降低，所述处理器根据明显的光路改变和不同高度激光的出射图像，获得红色通道的总强度，同一组照片的红色激光强度做归一化来确定最低点和最高点以判断高度差。