激光干涉檢測(cè)等離子體密度方法研究.pdf

1、電爆鋁絲制備納米鋁粉的過(guò)程中會(huì)伴隨著等離子體的產(chǎn)生，而等離子體的產(chǎn)生是影響鋁粉生產(chǎn)結(jié)果的重要因素。對(duì)等離子體的檢測(cè)是完善制備工藝的必要條件。本文主要是對(duì)等離子體的密度檢測(cè)提出一個(gè)完整的解決方案。本文采用干涉測(cè)量法對(duì)等離子體進(jìn)行檢測(cè)，具體采用馬赫-曾德激光干涉法。因?yàn)榈入x子體的存在將對(duì)探測(cè)光相位起到一個(gè)擾動(dòng)作用，該方法是將通過(guò)等離子體的探測(cè)光相位與未通過(guò)等離子體的參考光相位進(jìn)行對(duì)比，最后得到彎曲的干涉條紋。干涉條紋彎曲包含著等離子體的密度

2、信息，通過(guò)對(duì)干涉條紋的處理可以獲取這一信息。關(guān)于干涉條紋本文先利用MATLAB進(jìn)行仿真，仿真不同等離子體電子密度得到的不同干涉條紋圖像，得到的仿真圖像可以用來(lái)驗(yàn)證后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　本文提出先濾波，再二值化，最后對(duì)二值圖進(jìn)行細(xì)化處理的步驟。在圖像的濾波處理上，文中分析對(duì)比了空域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和偏微分方程濾波三種處理方法優(yōu)缺點(diǎn)，最終采用偏微分方程濾波對(duì)本文的干涉圖像進(jìn)行濾波處理。干涉條紋圖像具有光強(qiáng)呈余弦分布這一特點(diǎn)，所以在圖像二值

3、化上采用導(dǎo)數(shù)符號(hào)二值圖法。對(duì)于二值圖的細(xì)化算法，本文介紹了OPTA細(xì)化算法、Hilditch經(jīng)典算法、Zhang快速并行細(xì)化算法以及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)細(xì)化算法，并采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)細(xì)化方法進(jìn)行細(xì)化處理，該細(xì)化方法可利用MATLAB自帶函數(shù)完成。圖像處理完成后，需要對(duì)圖像中的信息提取。實(shí)際上就是對(duì)彎曲條紋的偏移量進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)干涉圖像計(jì)算出彎曲處的每個(gè)點(diǎn)的偏移了多少個(gè)干涉級(jí)次。得到偏移量后即可算出等離子體中電子密度。要工作有以下幾點(diǎn)：對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)