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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116124645B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310022405.4，技术领域涉及：G01N9/00；该发明授权用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法是由王海鹏;刘丁楠;胡亮;郑晨辉;李明星;魏炳波设计研发完成，并于2023-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法，在得到空间站中静电悬浮状态下液态合金照片后，首先将照片转化为像素矩阵并进行灰度化处理，之后通过矩阵运算扣除照片背景。进一步地，计算得到像素矩阵最佳二值化灰度阈值，并对像素矩阵进行二值化处理。然后通过矩阵运算获取像素矩阵中所有边界坐标，并对区分每一个连通边界。排除亮斑边界后，得到液态合金边界坐标及中心坐标。然后利用多阶勒让德方程拟合液态合金边界坐标得到边界方程。最后对液态合金边界方程进行旋转积分得到液态合金体积，进而得到液态合金密度值。本发明仅通过液态合金照片处理即可得到其密度值，可用于空间站静电悬浮无容器液态合金密度的测定。

本发明授权用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法在权利要求书中公布了：1.一种用于空间站中静电悬浮状态下液态合金密度的测定方法，其特征在于步骤如下： 步骤1：将质量为m合金样品照片P0、背景照片PB和N张液态合金照片Pnn＝1,2,3…N转换为X×Y阶像素矩阵Q0、QB和Qnn＝1,2,3…N，所述合金样品的球形标样直径为d0； 步骤2：对像素矩阵Q0、QB和Qnn＝1,2,3…N进行灰度化处理得到灰度像素矩阵G0、GB和Gnn＝1,2,3…N： Gx,y＝aRedx,y+bGreenx,y+cBluex,y 其中x为像素矩阵的行数，y为像素矩阵的列数，Red为像素矩阵中红色色彩分量矩阵，Green为像素矩阵中绿色色彩分量矩阵，Blue为像素矩阵中蓝色色彩分量矩阵，a为红色色彩分量系数，b为绿色色彩分量系数，c为蓝色色彩分量系数； 步骤3：对标样灰度像素矩阵G0以及N张液态合金灰度像素矩阵Gnn＝1,2,3…N进行背景扣除，得到像素矩阵M0和Mnn＝1,2,3…N： Mn＝Gn-GBn＝0,1,2…N 步骤4：计算灰度像素矩阵Mn的最佳灰度阈值wn，n＝0,1,2…N： σ2h＝pfhμfh-μGh2+pbhμbh-μGh2 其中：h为灰度变量，L为灰度级数，zl为该像素矩阵中灰度值为l的元素个数，S为该像素矩阵的元素总数，pfh为前景像素个数占像素总数的比重，pbh为背景像素个数占像素总数的比重，μfh为前景灰度均值，μbh为背景灰度均值，μGh为像素矩阵灰度均值，为第n个像素矩阵Mn以h为灰度阈值时的类间方差，得到最大类间方差对应的灰度变量h即为第n个像素矩阵Mn的最佳灰度阈值wn； 步骤5：利用最佳灰度阈值wnn＝0,1,2…N分别对像素矩阵Mnn＝0,1,2…N进行二值化处理： 其中Mnx,y为像素矩阵Mn中第x行y列对应位置元素的值；x为像素矩阵的行数，y为像素矩阵的列数； 步骤6：利用步骤5处理后的标样像素矩阵M0得到单位像素距离u： 步骤7：分别计算步骤六处理后的像素矩阵Mnn＝1,2,3…N的边界矩阵Enn＝1,2,3…N： anx,y＝∑mnx,y⊙S1 bnx,y＝∑mnx,y⊙S2 其中：mnx,y是以像素矩阵Mn第x行y列元素为中心的3×3阶子矩阵，S1为水平边界算子，S2为垂直边界算子，⊙为哈达玛积，∑表示为对矩阵所有元素值求和，Enx,y为边界矩阵En第x行y列元素的值； 步骤8：分别对边界矩阵Enn＝1,2,3…N中的所有连通边界进行标注，得到待测密度的液态合金边界坐标集合和中心坐标x0,y0nn＝1,2,3…N： 其中：为边界矩阵En中的第v个连通边界坐标集合，为集合的元素个数，为元素数最多的集合即边界矩阵En对应的液态合金边界坐标集合，x0,y0n为边界矩阵En对应的液态合金的中心坐标； 步骤9：利用多阶勒让德方程拟合待测密度的液态合金边界坐标得到边界方程 其中：为k阶勒让德多项式，ck为k阶勒让德多项式系数，为拟合边界方程，多项式系数通过下式拟合得到： rs为第s个边界坐标到中心坐标的实际距离，为第s个边界坐标在极坐标下的角度，利用最小二乘法拟合出ck，Fx0,y0,c0,c1,c2…ck为目标函数； 步骤10：对边界方程旋转积分得到待测密度的液态合金体积Vnn＝1,2,3…N： 步骤11：求得液态合金密度ρnn＝1,2,3…N，与温度对应，即得到液态合金的温度-密度曲线ρT：

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