技术特征：
1.一种测定光致聚合物收缩率的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)搭建光路，把未发生聚合反应的光致聚合物置于光路中，用第一ccd相机拍摄未发生反应时的全息图，用第二ccd相机拍摄边缘的图像；(2)取出光致聚合物放入激光为激发光的光路中发生聚合反应，把发生聚合反应后的光致聚合物置于光路中，用第一ccd相机拍摄完全反应后的全息图，用第二ccd相机拍摄边缘的图像；(3)对所拍摄的边缘图像进行图像处理：用边缘检测手段获取材料在图片中所占像素个数，包括面积与周长，利用矩形面积、周长与长宽的关系，计算得到光致聚合物长度、宽度方向的收缩；(4)对所拍摄的数字全息图进行图像处理：用图像识别手段进行处理，首先读出两幅反应前后的数字全息图，将两幅数字全息图转换成双精度，然后分别将第一幅数字全息图和第二幅数字全息图转换成频域、预设滤波后的频谱、滤波、只保留+1级、作逆傅里叶变换重建相位，得到光致聚合物反应之前全息图的重建相位图o1r和光致聚合物反应之后全息图的重建相位图o2r，最后重建o2r与o1r的相位差，显示重建相位，绘制剖线，得到相位的变化，由长度、宽度方向的收缩，根据相位的变化，计算分析得到光致聚合物厚度方向的收缩。2.根据权利要求1所述测定光致聚合物收缩率的检测方法，其特征在于：边缘检测的具体过程为：首先将两幅边缘图像灰度化，将灰度化后的图像进行去噪处理，再利用背景减除法去除图像背景，对去除背景后的灰度图进行边缘检测，来取得材料在图像中的边缘效果，达到整像素精度，随后基于zernike矩的亚像素边缘检测，对整像素精度边缘处理，可达到精度更高的亚像素级，再对检测后边缘效果图进行填充，通过查看图像区域属性可以得到材料反应前后面积与周长的变化。3.根据权利要求2所述测定光致聚合物收缩率的检测方法，其特征在于：图像边缘检测是利用一阶或二阶导数检测图像灰度的不连续，灰度图像f(x,y)，灰度图像梯度定义为向量：其中，f(x,y)表示在点(x,y)处像素的灰度值，g
x
为灰度在水平方向的梯度；g
y
为灰度在竖直方向上的梯度；该向量的幅值是：通过寻找灰度的一阶导数的幅度大于某个指定阈值的位置，或者寻找灰度的二阶导数有过零点的位置找到图像灰度快速变化的位置。4.根据权利要求3所述测定光致聚合物收缩率的检测方法，其特征在于：基于zernike矩的亚像素边缘检测，具体包括：(1)利用掩膜与图像点做卷积运算得到zernike矩a
00
，a
11
与a
20
；(2)利用所得zernike矩计算所需三个参数；
(3)通过参数与像素点位置坐标关系得到精确边缘。5.根据权利要求1所述测定光致聚合物收缩率的检测方法，其特征在于：步骤(4)所述相位的变化相位的变化式中，λ为光波的波长，n为材料反应之前的折射率，
△
n为材料折射率的变化量，
△
d为材料厚度的变化量；d为反应前材料的厚度；体积收缩率为：α1为长度方向的收缩率、α2为宽度方向的收缩率、α3为厚度方向的收缩率；材料的折射率的变化是非常小的，材料的折射率的变化量与材料体积的变化量成正比，即：
△
n＝k
△
v＝kv(α1+α2+α3)令：kv＝k
′
即：
△
n＝k
△
v＝k
′
(α1+α2+α3)式中，k和k
′
是常数，k是描述材料单位体积变化量时所引起折射率变化的大小，k
′
为材料单位体积变化量时所引起折射率变化的大小与材料体积的乘积，可以通过实验测得；将
△
n、α1、α2、α3带入公式即得：通过计算可以求得α3，即厚度方向的收缩：6.一种测定光致聚合物收缩率的检测装置，其特征在于，包括激光器(1)、第一衰减片(2)、第一分束镜(3)、第一空间滤波器(4)、第一准直镜(5)、第一反射镜(6)、光致聚合物(7)、第二衰减片(8)、第二反射镜(9)、第二空间滤波器(10)、第二准直镜(11)、合束镜(12)、第二分束镜(13)、第一透镜(14)、第一ccd相机(15)、第二透镜(16)、第二ccd相机(17)、计算机(18)；所述激光器(1)发出的激光光束通过第一衰减片(2)到达第一分束镜(3)，第一分束
镜(3)将激光光束分成两束，其中一束光作为物光依次通过第一空间滤波器(4)、第一准直镜(5)到达第一反射镜(6)，入射光致聚合物(7)到达合束镜(12)；另一束光作为参考光通过第二衰减片(8)入射第二反射镜(9)进入第二空间滤波器(10)、第二准直镜(11)，再由第二准直镜(11)入射合束镜(12)，与物光干涉到达第二分束镜(13)，第二分束镜(13)将光分成两束，其中一束光通过第一透镜(14)进入第一ccd相机(15)，另一束光通过第二透镜(16)进入第二ccd相机(17)，两台ccd相机均与计算机(18)相连。7.根据权利要求6所述测定光致聚合物收缩率的检测装置，其特征在于：所述激光器(1)选择波长为非激发光。8.根据权利要求7所述测定光致聚合物收缩率的检测装置，其特征在于：第一空间滤波器(4)、第二空间滤波器(10)由20倍物镜搭配10微米小孔组合而成。9.根据权利要求8所述测定光致聚合物收缩率的检测装置，其特征在于：所述第一透镜(14)和第二透镜(16)均为凸透镜。
技术总结
本发明公开一种测定光致聚合物收缩率的检测方法及装置，属于材料检测技术领域。本发明所述方法通过实验获取光致聚合物在发生聚合反应前和反应后的数字全息图以及边缘图像，再用图像识别与边缘检测手段分别对数字全息图以及边缘图像进行处理，随后通过计算分析得到光致聚合物材料的收缩。该方法利用数字全息及图像处理的方法，通过实验获取光致聚合物在发生聚合反应前和反应后的数字全息图以及边缘图像，借助图像识别与边缘检测手段分别对数字全息图以及边缘图像进行处理，便可得到光致聚合物材料的收缩。本发明光路简单，测试方便，满足测量光致聚合物收缩的要求。满足测量光致聚合物收缩的要求。满足测量光致聚合物收缩的要求。
技术研发人员：张长兴 谢阿珍 刘飞 卢海华 张兵 周子昂
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2022.12.02
技术公布日：2023/3/14