基于干涉原理和數(shù)字圖像處理技術(shù)的動(dòng)態(tài)濃度監(jiān)-檢測(cè)方法研究.pdf

1、溶液濃度變化的檢測(cè)和測(cè)量是化學(xué)，生物學(xué)，材料學(xué)等領(lǐng)域十分關(guān)注的研究課題。在生物領(lǐng)域，可以利用測(cè)量細(xì)胞體內(nèi)的濃度分布及其變化來(lái)分析活體細(xì)胞；在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，晶體表面濃度分布變化的監(jiān)測(cè)是制備高質(zhì)量晶體的關(guān)鍵技術(shù)之一。在電化學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)電極發(fā)生陽(yáng)極溶解、陰極沉積等電極過(guò)程時(shí)，電極/溶液界面溶液濃度發(fā)生改變，分析這種隨電極反應(yīng)過(guò)程的溶液濃度動(dòng)態(tài)變化和溶液擴(kuò)散層厚度變化對(duì)闡明電極反應(yīng)機(jī)理有重要的意義。 本文結(jié)合數(shù)字全息干涉技術(shù)和數(shù)字圖像處

2、理方法測(cè)量了電化學(xué)反應(yīng)中電極/溶液界面處溶液的濃度變化分布。由于在全息干涉測(cè)量中引入載波條紋，所以能夠方便地應(yīng)用傅里葉分析方法分析計(jì)算干涉條紋的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)對(duì)全息干涉圖像序列的分析計(jì)算得到了電極反應(yīng)過(guò)程中溶液濃度變化所引起的物光相位變化，并把相位差分布用來(lái)描述濃度變化分布。重建的相位差分布圖像比較直觀地再現(xiàn)了電極反應(yīng)過(guò)程中電極/溶液界面處溶液的濃度變化，擴(kuò)散層厚度等信息，從而為動(dòng)態(tài)半定量分析和檢測(cè)濃度變化提供了一種新的方法。另外，本文

3、還利用該方法定量測(cè)量了單溶質(zhì)溶液的濃度變化。根據(jù)溶液濃度和折射率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由相位差分布得到了單一溶質(zhì)溶液的濃度變化分布，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)單一溶質(zhì)溶液濃度變化二維分布的定量測(cè)量。 為了實(shí)現(xiàn)濃度分布變化的實(shí)時(shí)觀測(cè)，本文提出用TI公司生產(chǎn)的視頻處理芯片DM642處理干涉條紋視頻圖像的設(shè)想。結(jié)合光學(xué)干涉測(cè)量系統(tǒng)，由DM642完成圖像信號(hào)的分析，處理等過(guò)程，并通過(guò)液晶顯示器顯示測(cè)量結(jié)果以實(shí)現(xiàn)對(duì)濃度變化的實(shí)時(shí)監(jiān)/檢測(cè)。本文以金屬電極的模擬腐蝕