CN115265387A - 一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统 - Google Patents

一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统 Download PDF

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CN115265387A CN202210930702.4A CN202210930702A CN115265387A CN 115265387 A CN115265387 A CN 115265387A CN 202210930702 A CN202210930702 A CN 202210930702A CN 115265387 A CN115265387 A CN 115265387A
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Abstract

本发明涉及一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统，包括液膜生成模块、光学照明模块、图像采集模块和图像处理模块；所述光学照明模块布置在由所述液膜生成模块产生的被采集液膜的正下方，用于照射所述被采集液膜，所述图像采集模块布置在所述被采集液膜的正上方，用于获取并储存所述被采集液膜产生的荧光信号，所述图像处理模块可以根据所述被采集液膜的荧光信号计算出所述被采集液膜的实际厚度。本发明采用发光二极管光源，降低了设备要求，并且具有结构简单、成本低、体积小和易操作等优点，而且光源尺寸、波长和功率等容易调节，能够实现对大面积和大厚度的运动液膜的可靠的动态厚度测量。

Description

一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统
技术领域
本发明涉及液膜厚度测量技术领域，特别是涉及一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统。
背景技术
液膜在冷却、雾化、医药、化工和润滑等领域中具有广泛的应用，而液膜厚度对于液膜来说是一个非常重要的特征。比如在液膜冷却中，液膜厚度分布均匀可以避免出现局部“干斑”并且节约资源，而在燃油雾化中，液膜厚度分布决定了燃油粒径的空间分布，进而决定了发动机燃烧效率和尾气排放。此外，对液膜厚度变化的研究也是研究气液两相流界面波动机制的基础。因此，如何精确地测量液膜厚度分布是非常重要的研究内容。
目前，液膜厚度测量方法包括很多种，比如电容电导法、超声法和光学法等。电容电导法属于接触式测量，会对流动本身产生干扰，超声法容易对液膜波动机制产生干扰，而且测量频次受到衰减周期限制，而光学法由于具有非侵入特征受到广泛的应用。光学法又可以分为平面激光诱导荧光法、全内反射法、荧光强度法、光衰减法、光纤法等等。平面激光诱导荧光法只能测量一条线上的液膜厚度，全内反射法只能测量一个点上的液膜厚度，光衰减法受到溶液特性的限制，光纤法中需要多个光纤才能实多点测量，而且测量装置复杂，荧光强度法可以实现三维测量，但是想要对大面积和大厚度的液膜实现动态厚度测量，会对激光功率和稳定性提出很高的要求，进而导致测量设备非常昂贵。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统，能够实现对大面积和大厚度的液膜进行非侵入地、动态地、准确地三维厚度测量。
本发明提供的基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统具有这样的特征，包括：液膜生成模块、光学照明模块、图像采集模块和图像处理模块。
所述光学照明模块布置在由所述液膜生成模块产生的被采集液膜的正下方，用于照射所述被采集液膜，所述图像采集模块布置在所述被采集液膜的正上方，用于获取并储存所述被采集液膜产生的荧光信号，所述图像处理模块可以根据所述被采集液膜的荧光信号计算出所述被采集液膜的实际厚度。
所述液膜生成模块中液膜正上方或正下方的结构都是透明结构，以保证照射光和荧光的穿透。
所述液膜生成模块包括平面液膜标定装置和楔形液膜标定装置，所述平面液膜标定装置用于生成厚度均匀分布的平面液膜，所述楔形液膜标定装置用于生成厚度从0线性增加到最大厚度的楔形液膜。
所述光学照明模块包括：发光二极管光源、直流稳压电源、冷却风扇和光学扩散板，所述光源和光学扩散板都平行于所述被采集液膜，所述光源在经过其他元件的配合之后，发射的照射光在时间上稳定，在空间上均匀。
所述光源是一个大面积的发光二极管灯，所述光源的面积能够覆盖整个所述被采集液膜，所述光源由多个相同的发光二极管灯珠组成，所述灯珠在所述光源的整个面积上等间距分布；
所述直流稳压电源给所述光源供电，降低电流波动对所述光源的影响；
所述冷却风扇给所述光源进行散热降温，降低环境温度对所述光源的影响；
所述光学扩散板是一块薄的半透明的半磨砂的有机玻璃板，所述光学扩散板位于所述光源和所述被采集液膜的中间，用于将所述光源的照射光进行漫射，降低所述光源照射光的光强的空间分布不均匀性。
所述图像采集模块包括：高速相机、镜头和滤镜，所述高速相机、镜头和滤镜都平行于所述被采集液膜；所述滤镜位于所述被采集液膜和所述高速相机之间，用来滤除照射光，保证只有荧光通过；所述镜头用于聚焦目标平面；所述高速相机用于接收并储存荧光信号，然后传输至图像处理模块。
所述图像处理模块包括设计好的图像处理程序，可以根据储存的所述被采集液膜的荧光信号强度计算出所述被采集液膜的实际厚度，计算液膜实际厚度的整个过程需要使用所述基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统来完成以下步骤：
(1)根据需要测试的液体，选择荧光染色剂，然后选择具有与荧光染色剂激发波长相同波长的发光二极管光源，再选择能够通过荧光染色剂发射波长而截止发光二极管光源波长的滤镜，接着配置出含有固定浓度的荧光染色剂的溶液，然后根据液膜在测试时的位置，调节液膜正下方的透明结构的空间位置，之后调整其他设备相对位置，校准水平和垂直，保证发光二极管光源、光学扩散板、液膜、滤镜、镜头和高速相机的中心在同一垂直线上，而且它们沿光线传播方向上都保持平行，且发光二极管光源和光学扩散板都位于液膜正下方，而滤镜、镜头和高速相机位于液膜正上方，再调整发光二极管光源、光学扩散板、液膜、滤镜、镜头和高速相机之间在沿光线传播方向上的相对距离，确保液膜接收到的照射光是均匀且稳定的，并且高速相机能够清晰地获取并储存液膜的二维荧光图像；
(2)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置生成第一平面液膜，第一平面液膜厚度分布均匀，而且面积大，能够覆盖整个被采集液膜，通过图像采集模块记录第一平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，其中背景信号和荧光信号的唯一差异在于记录背景信号时标定装置中没有溶液，通过图像处理模块对第一平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，得到减去背景的荧光信号
Figure BSA0000279944670000021
和减去背景的荧光信号所有像素点的平均强度值
Figure BSA0000279944670000022
两者的比值即为照射光的光强空间分布不均匀性的修正系数MEDC，该修正系数可以用来修正照射光的光强空间分布不均匀性对液膜荧光信号的影响；
(3)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置生成第二平面液膜，相对于第一平面液膜，第二平面液膜的唯一差异在于第二平面液膜上表面覆盖有不同厚度的玻璃盖板，通过图像采集模块记录第二平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对第二平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，得到减去背景的荧光信号所有像素点的平均强度值
Figure BSA0000279944670000023
然后可以得到一条平均强度值随玻璃盖板厚度δ变化的曲线，并拟合成荧光强度-玻璃盖板厚度关系式，该关系式可以用来修正当被采集液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度和楔形液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度不一致时对计算被采集液膜实际厚度产生的影响。
(4)通过液膜生成模块中的楔形液膜标定装置生成楔形液膜，楔形液膜的厚度从0线性增加到最大厚度，通过图像采集模块记录楔形液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对楔形液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，然后利用修正系数MEDC再进行照射光光强空间不均匀性修正处理，得到修正后的荧光信号
Figure BSA0000279944670000024
得到然后得到一条荧光信号强度随液膜厚度变化的曲线，并拟合成荧光强度-液膜厚度关系式，该关系式可以用来根据被采集液膜的荧光信号计算实际厚度。
(5)通过液膜生成模块在透明结构上生成被采集液膜，通过图像采集模块记录被采集液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对储存的被采集液膜的灰度数据进行时间平均去噪、背景信号减去和照射光强空间不均匀性修正处理，得到修正后的荧光信号
Figure BSA0000279944670000025
然后利用荧光强度-玻璃盖板厚度关系式修正由于被采集液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度与楔形液膜不一致带来的影响，接着通过荧光强度-液膜厚度关系式计算出所述被采集液膜的厚度，再将像素位置乘以单个像素的实际长度s，将像素坐标转换成空间坐标，最后得到被采集液膜在空间坐标下的实际的瞬时厚度分布h(x，y)。
本发明的特点和有益效果是：
(1)本发明采用发光二极管光源，降低了设备要求，并且结构简单、成本低、体积小、易操作，而且发光二极管光源的照射面积、发光功率和照射光波长等容易调整，能够适用各种荧光染色剂和各种实验液体的需求，能够提供大面积、高光强的照射光，进而可以实现对大面积和大厚度液膜的三维厚度的动态测量。
(2)本发明采用直流稳压电源和冷却风扇来降低光源的时间不稳定性，然后采用光学扩散板和光强空间分布不均匀性修正系数来降低光源的空间不均匀性，之后采用荧光强度-玻璃盖板厚度关系式来修正楔形液膜与被采集液膜的玻璃盖板厚度不一致带来的影响，确保计算的三维液膜厚度是准确可靠的。
附图说明
图1为本发明提供的实施例的基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统示意图。
图2为本发明提供的实施例的光学照明模块、液膜生成模块和图像采集模块的放大示意图。
图3为本发明提供的实施例的平面液膜标定装置示意图。
图4为本发明提供的实施例的楔形液膜标定装置示意图。
图5为本发明提供的实施例的图像处理流程图。
图6为本试验提供的实施例的荧光强度-玻璃盖板厚度曲线。
图7为本试验提供的实施例的荧光强度-液膜厚度曲线。
标号注释：1、高压气瓶，2、密封液罐，3、压力阀，4、压力表，5、喷嘴，6、透明结构，7、光学扩散板，8、发光二极管光源，9、高速相机，10、镜头，11、滤镜，12、被采集液膜，13、计算机，14、液体收集箱，15、发光二极管灯珠，16、玻璃盖板，17、厚度调节块，18、平面液膜，19、楔形液膜。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的液膜厚度测量系统进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
本申请实施例提供一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统，如图1所示，包括：液膜生成模块、光学照明模块、图像采集模块和图像处理模块；其中，光学照明模块布置在由液膜生成模块产生的被采集液膜12的正下方，用于照射被采集液膜12，图像采集模块布置在被采集液膜12的正上方，用于获取并储存被采集液膜12产生的荧光信号，图像处理模块可以根据被采集液膜12的荧光信号计算出被采集液膜12的实际厚度。
液膜生成模块包括：高压气瓶1、密封液罐2、压力阀3、压力表4、喷嘴5、透明结构6、被采集液膜12、液体收集箱14、玻璃盖板16、厚度调节块17、平面液膜18和楔形液膜19。由高压气瓶1提供压缩空气，经过压力阀3调节压缩空气的压力，用压力表4监控压缩空气的压力，压缩空气进入密封液罐2，驱动溶液流出，经过喷嘴5形成射流，撞击到透明结构6上，形成被采集液膜12；通过这些元件的配合能够生成指定速度的液膜；被采集液膜12的正上方或正下方的结构都是透明结构，以保证照射光和荧光的穿透；在透明结构6上搭建平面液膜标定装置和楔形液膜标定装置，其中平面液膜标定装置如图3所示，在透明结构6和玻璃盖板16之间的两侧各放置一块相同的厚度调节块17，以保证在透明结构6和玻璃盖板16中间形成厚度均匀分布的平面液膜18，平面液膜18的厚度等于厚度调节块17的厚度；楔形液膜标定装置如图4所示，在透明结构6和玻璃盖板16之间的单独一侧放置一块厚度调节块17，而在另一侧，玻璃盖板16直接和透明结构6接触，形成一个厚度从0线性增加到调节调节块17的厚度的楔形液膜。
光学照明模块包括：发光二极管光源8、光学扩散板7、冷却风扇和直流稳压电源。发光二极管光源8的面积能够覆盖整个被采集液膜12，由多个发光二极管灯珠15在整个面积上等间距分布组成；直流稳压电源给发光二极管光源8供电，降低电流波动对照射光强度的影响；冷却风扇给发光二极管光源散热降温，降低环境温度对照射光强度的影响；光学扩散板7是一块薄的半透明的半磨砂的有机玻璃板，位于发光二极管光源8和被采集液膜12中间，将来自发光二极管光源8的空间分布不均匀的照射光进行散射，降低照射光光强的空间分布不均匀性；发光二级管光源8和光学扩散板7都平行于被采集液膜12；通过这些元件的配合使照射光的光强在时间上稳定，在空间上均匀。
图像采集模块包括：高速相机9、镜头10和滤镜11。滤镜11用来将来自发光二极管光源8的照射光从来自液膜的荧光中滤除，保证高速相机只会接收到荧光信号；镜头10配合高速相机9用来聚焦目标平面和接收荧光信号，然后传输至图像处理模块；高速相机9可以调节拍摄频率，实现动态测量；高速相机9、镜头10和滤镜11都平行于被采集液膜12；通过这些元件的配合使高速相机9能够准确地、高频地接收液膜的荧光信号。
图像处理模块包括储存在计算机13中的设计好的图像处理程序，可以根据储存的荧光信号计算出被采集液膜12的实际瞬时厚度，整个计算过程需要使用整个液膜厚度动态测量系统来完成以下步骤：
(1)选择需要测量的液体，在本实施例中为水溶液；然后据此选择荧光染色剂，在本实施例中为罗丹明B；然后选择具有与荧光染色剂激发波长相同波长的发光二极管光源，并固定好功率，在本实施例中发光二极管光源的波长为395nm，功率固定为276W；再选择能够通过荧光波长而截止照射光波长的滤镜，在本实施例中为截止波长为590nm的高通滤镜；接着配制出含有固定浓度的荧光染色剂的溶液，在本实施例中为100mg/L；如图2所示，根据被采集液膜12在测试时的位置，调节液膜正下方透明结构6的空间位置，在本实施例中透明结构6为一块水平放置的透明有机玻璃板；之后调整其他设备的相对位置，校准水平和垂直，保证发光二极管光源8、光扩散板7、液膜12、滤镜11、镜头10和高速相机9的中心在同一垂直线上，而且它们沿光线传播方向上都保持平行，且发光二极管光源8和光扩散板7都位于液膜正下方，而滤镜11、镜头10和高速相机9位于液膜正上方；再调整发光二极管光源8、光扩散板7、液膜12、滤镜11、镜头10和高速相机9之间在沿光线传播方向上的相对距离，确保液膜12接收到的照射光是均匀且稳定的，并且高速相机9能够清晰地获取并储存液膜12的荧光信号，在本实施例中，发光二极管光源8和光扩散板7之间的距离为15cm，光扩散板7和透明结构6之间的距离为10cm，滤镜11和透明结构6之间的距离为30cm。
(2)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置在透明结构6上生成第一平面液膜18，第一平面液膜18厚度均匀分布，且厚度等于厚度调节块17的厚度；第一平面液膜18的面积大，能够覆盖整个被采集液膜12；通过图像采集模块记录第一平面液膜18的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，其中背景信号和荧光信号的唯一区别就是在记录背景信号时，在标定装置中没有罗丹明B水溶液；通过图像处理模块对于第一平面液膜18的多个(假设为N)瞬时荧光信号
Figure BSA0000279944670000041
和多个瞬时背景信号
Figure BSA0000279944670000042
进行时间平均降噪，其中(i，j)表示进行图像处理时所在像素点在整个二维信号中的位置：
Figure BSA0000279944670000043
然后将时间平均后得到的第一平面液膜的时均荧光信号
Figure BSA0000279944670000044
减去时均背景信号
Figure BSA0000279944670000045
Figure BSA0000279944670000046
最后可以根据第一平面液膜的减去背景的荧光信号
Figure BSA0000279944670000047
计算关于照射光强空间分布不均匀性的修正系数：
Figure BSA0000279944670000048
其中，修正系数MEDC是减去背景的荧光信号所有像素点(假设为m×n)的平均强度值
Figure BSA0000279944670000049
和减去背景的荧光信号
Figure BSA00002799446700000410
的比值，平均强度值
Figure BSA00002799446700000411
为：
Figure BSA00002799446700000412
该修正系数可以用来修正照射光的光强空间分布不均匀性对液膜荧光信号的影响。
(3)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置在透明结构6上生成第二平面液膜，第二平面液膜和第一平面液膜唯一区别在于第二平面液膜的玻璃盖板16的厚度可以是不同的，在本实施例中分别是1、2、3、4、5、6mm；通过图像采集模块记录第二平面液膜的荧光信号和背景信号；通过图像处理模块对第二平面液膜的多个瞬时荧光信号
Figure BSA0000279944670000051
和多个瞬时背景信号
Figure BSA0000279944670000052
进行时间平均降噪和背景信号减去处理，然后得到减去背景的荧光信号的所有像素点的平均强度值
Figure BSA0000279944670000053
然后当玻璃盖板厚度δ不同时，平均强度值和玻璃盖板厚度之间的曲线如图6所示，最后得到一个关于荧光信号强度-玻璃盖板厚度的拟合关系式，在本实施例中为：
Figure BSA0000279944670000054
该关系式可以用来修正当被采集液膜的玻璃盖板厚度和楔形液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度不一致时对计算被采集液膜实际厚度产生的影响。
(4)通过液膜生成模块中的楔形液膜标定装置在透明结构6上生成楔形液膜19，楔形液膜19的厚度从0线性增大到最大厚度，即厚度调节块17的厚度；通过图像采集模块记录楔形液膜19的瞬时荧光信号和瞬时背景信号；通过图像处理模块对楔形液膜19的多个瞬时荧光信号
Figure BSA0000279944670000055
和多个瞬时背景信号
Figure BSA0000279944670000056
进行时间平均降噪和背景信号减去处理，得到减去背景的荧光信号
Figure BSA0000279944670000057
再通过修正系数MEDC修正照射光强空间分布不均匀性的影响，得到修正后的荧光信号
Figure BSA0000279944670000058
Figure BSA0000279944670000059
然后根据修正后的荧光信号可以得到荧光信号强度-液膜厚度曲线，如图7所示，最后得到一个关于荧光信号强度-液膜厚度的拟合关系式，在本实施例中为：
Figure BSA00002799446700000510
该关系式可以用来根据被采集液膜的荧光信号计算实际厚度。
(5)通过液膜生成模块在透明结构6上生成被采集液膜12，通过图像采集模块记录被采集液膜12的瞬时荧光信号和瞬时背景信号；通过图像处理模块对被采集液膜12的多个瞬时背景信号Ib进行时均平均降噪，再用单个瞬时荧光信号If减去时均背景信号，然后进行照射光强空间分布不均匀性修正，得到修正后的荧光信号
Figure BSA00002799446700000511
考虑到被采集液膜上表面没有覆盖玻璃盖板，而楔形液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度为1mm，利用由荧光信号强度-玻璃盖板厚度的拟合关系式推导出一个比值t来修正这种由于玻璃盖板厚度差异带来的对荧光强度的影响：
Figure BSA00002799446700000512
再利用荧光信号强度-液膜厚度的拟合关系式将被采集液膜的荧光信号强度转换成液膜厚度，最后将像素位置乘以单位像素的实际长度s，将像素坐标转换成空间坐标，得到被采集液膜在空间坐标下的实际的瞬时厚度分布h(x，y)：
Figure BSA00002799446700000513
可以发现，本实施例中所涉及的基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统采用了发光二极管灯作为光源，发光二极管光源可以根据所需测量的液体和荧光染色剂的特性进行尺寸、波长和功率等方面的定制，具有结构简单、成本低、体积小和易操作等优点，然后通过直流稳压电源和冷却风扇降低发光二极管光源功率的时间不稳定性，通过光扩散板和空间分布不均匀性修正系数降低发光二极管光源照射光强的空间分布不均匀性，最后用图像处理模块得到真实可靠的液膜实际的瞬时厚度分布。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但是作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的同等修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、替代等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种基于荧光强度的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，包括：液膜生成模块、光学照明模块、图像采集模块和图像处理模块；
所述光学照明模块布置在由所述液膜生成模块产生的被采集液膜的正下方，用于照射所述被采集液膜，所述图像采集模块布置在所述被采集液膜的正上方，用于获取并储存所述被采集液膜产生的荧光信号，所述图像处理模块可以根据所述被采集液膜的荧光信号计算出所述被采集液膜的实际厚度。
2.根据权利要求1所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述液膜生成模块中液膜正上方或正下方的结构都是透明结构，以保证照射光和荧光的穿透。
3.根据权利要求2所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述液膜生成模块包括平面液膜标定装置和楔形液膜标定装置，所述平面液膜标定装置用于生成厚度均匀分布的平面液膜，所述楔形液膜标定装置用于生成厚度从0线性增加到最大厚度的楔形液膜。
4.根据权利要求1所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述光学照明模块包括：发光二极管光源、直流稳压电源、冷却风扇和光学扩散板，所述光源和光学扩散板都平行于所述被采集液膜，所述光源在经过其他元件的配合之后，发射的照射光在时间上稳定，在空间上均匀。
5.根据权利要求5所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述光学照明模块包括：多个元件；
所述光源是一个大面积的发光二极管灯，所述光源的面积能够覆盖整个所述被采集液膜，所述光源由多个相同的发光二极管灯珠组成，所述灯珠在所述光源的整个面积上等间距分布；
所述直流稳压电源给所述光源供电，降低电流波动对所述光源的影响；
所述冷却风扇给所述光源进行散热降温，降低环境温度对所述光源的影响；
所述光学扩散板是一块薄的半透明的半磨砂的有机玻璃板，所述光学扩散板位于所述光源和所述被采集液膜的中间，用于将所述光源的照射光进行漫射，降低所述光源照射光的光强的空间分布不均匀性。
6.根据权利要求1所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述图像采集模块包括：高速相机、镜头和滤镜，所述高速相机、镜头和滤镜都平行于所述被采集液膜；所述滤镜位于所述被采集液膜和所述高速相机之间，用来滤除照射光，保证只有荧光通过；所述镜头用于聚焦目标平面；所述高速相机用于接收并储存荧光信号，然后传输至图像处理模块。
7.根据权利要求1所述的液膜厚度动态测量系统，其特征在于，所述图像处理模块根据储存的所述被采集液膜的荧光信号计算出所述被采集液膜的实际瞬时厚度，计算所述被采集液膜的实际瞬时厚度的整个过程需要使用所述液膜厚度动态测量系统来完成以下步骤：
(1)根据需要测试的液体，选择荧光染色剂，然后选择具有与荧光染色剂激发波长相同波长的发光二极管光源，再选择能够通过荧光染色剂发射波长而截止发光二极管光源波长的滤镜，接着配置出含有固定浓度的荧光染色剂的溶液，然后根据液膜在测试时的位置，调节液膜正下方的透明结构的空间位置，之后调整其他设备相对位置，校准水平和垂直，保证发光二极管光源、光学扩散板、液膜、滤镜、镜头和高速相机的中心在同一垂直线上，而且它们沿光线传播方向上都保持平行，且发光二极管光源和光学扩散板都位于液膜正下方，而滤镜、镜头和高速相机位于液膜正上方，再调整发光二极管光源、光学扩散板、液膜、滤镜、镜头和高速相机之间在沿光线传播方向上的相对距离，确保液膜接收到的照射光是均匀且稳定的，并且高速相机能够清晰地获取并储存液膜的二维荧光图像；
(2)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置生成第一平面液膜，第一平面液膜厚度分布均匀，而且面积大，能够覆盖整个被采集液膜，通过图像采集模块记录第一平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，其中背景信号和荧光信号的唯一差异在于记录背景信号时标定装置中没有溶液，通过图像处理模块对第一平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，得到减去背景的荧光信号
Figure FSA0000279944660000011
和减去背景的荧光信号所有像素点的平均强度值
Figure FSA0000279944660000012
两者的比值即为照射光的光强空间分布不均匀性的修正系数MEDC，该修正系数可以用来修正照射光的光强空间分布不均匀性对液膜荧光信号的影响；
(3)通过液膜生成模块中的平面液膜标定装置生成第二平面液膜，相对于第一平面液膜，第二平面液膜的唯一差异在于第二平面液膜上表面覆盖有不同厚度的玻璃盖板，通过图像采集模块记录第二平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对第二平面液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，得到减去背景的荧光信号所有像素点的平均强度值
Figure FSA0000279944660000021
然后可以得到一条平均强度值随玻璃盖板厚度δ变化的曲线，并拟合成荧光强度-玻璃盖板厚度关系式，该关系式可以用来修正当被采集液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度和楔形液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度不一致时对计算被采集液膜实际厚度产生的影响。
(4)通过液膜生成模块中的楔形液膜标定装置生成楔形液膜，楔形液膜的厚度从0线性增加到最大厚度，通过图像采集模块记录楔形液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对楔形液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号进行时间平均去噪和背景信号减去处理，然后利用修正系数MEDC再进行照射光光强空间不均匀性修正处理，得到修正后的荧光信号
Figure FSA0000279944660000022
得到然后得到一条荧光信号强度随液膜厚度变化的曲线，并拟合成荧光强度-液膜厚度关系式，该关系式可以用来根据被采集液膜的荧光信号计算实际厚度。
(5)通过液膜生成模块在透明结构上生成被采集液膜，通过图像采集模块记录被采集液膜的瞬时荧光信号和瞬时背景信号，通过图像处理模块对储存的被采集液膜的灰度数据进行时间平均去噪、背景信号减去和照射光强空间不均匀性修正处理，得到修正后的荧光信号
Figure FSA0000279944660000023
然后利用荧光强度-玻璃盖板厚度关系式修正由于被采集液膜上表面覆盖的玻璃盖板厚度与楔形液膜不一致带来的影响，接着通过荧光强度-液膜厚度关系式计算出所述被采集液膜的厚度，再将像素位置乘以单个像素的实际长度s，将像素坐标转换成空间坐标，最后得到被采集液膜在空间坐标下的实际的瞬时厚度分布h(x，y)。
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