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

1、溶液濃度變化的檢測和測量是化學，生物學，材料學等領域十分關注的研究課題。在生物領域，可以利用測量細胞體內(nèi)的濃度分布及其變化來分析活體細胞；在晶體生長過程中，晶體表面濃度分布變化的監(jiān)測是制備高質(zhì)量晶體的關鍵技術之一。在電化學領域，當電極發(fā)生陽極溶解、陰極沉積等電極過程時，電極/溶液界面溶液濃度發(fā)生改變，分析這種隨電極反應過程的溶液濃度動態(tài)變化和溶液擴散層厚度變化對闡明電極反應機理有重要的意義。 本文結合數(shù)字全息干涉技術和數(shù)字圖像處

2、理方法測量了電化學反應中電極/溶液界面處溶液的濃度變化分布。由于在全息干涉測量中引入載波條紋，所以能夠方便地應用傅里葉分析方法分析計算干涉條紋的動態(tài)變化。通過對全息干涉圖像序列的分析計算得到了電極反應過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)了電極反應過程中電極/溶液界面處溶液的濃度變化，擴散層厚度等信息，從而為動態(tài)半定量分析和檢測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應關系，由相位差分布得到了單一溶質(zhì)溶液的濃度變化分布，從而實現(xiàn)了對單一溶質(zhì)溶液濃度變化二維分布的定量測量。 為了實現(xiàn)濃度分布變化的實時觀測，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想。結合光學干涉測量系統(tǒng)，由DM642完成圖像信號的分析，處理等過程，并通過液晶顯示器顯示測量結果以實現(xiàn)對濃度變化的實時監(jiān)/檢測。本文以金屬電極的模擬腐蝕