非均相液体沉降自动监测设备的制造方法_2

文档序号:9087450阅读:来源:国知局
包括步骤:
[0053] (c)根据步骤(b)获得的沉降动力学曲线及方程对非均相液体样品的稳定性进行 定量评价并输出测定报告。
[0054] 在另一优选例中,所述步骤(bl)中,将步骤(a)中获得的每一桢图像灰度化后进 行图像预处理,提取特征区域,储存亮度值和时间点信息,并绘制所述特征曲线。
[0055] 在另一优选例中,所述步骤(bl)中,所述图像预处理包括:
[0056] ⑴图像增强:使用空间域方法和/或频域方法提高图像视觉质量;
[0057] (ii)滤波:使用滤波器和/或维纳滤波的方法从噪声中提取出目标信号(亮度 值);
[0058] (iii)边缘识另U:使用Roberts算子、Kirsch算子检测阶跃型边缘,使用 Laplacian算子检测脊型或边缘效应型象素点,使用阈值敏感型Sobel和Prewitt算子检 测模糊边缘,实现非阀值检测;
[0059] (iv)图像分割:使用的图像分割方法包括基于区域的图像分割方法(阈值法、区 域生长法、分裂合并法)、基于边缘的图像分割方法(Robert算子、Sobel算子、Pre-witt算 子、Canny算子、拉普拉斯算子、微分算子法、边界跟踪法)以及混合型图像分割方法(遗传 算法、小波变换、Snake模型),把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴 趣目标(如,沉降区域),基于此计算沉降区域的面积。
[0060] 在另一优选例中,所述步骤(b)中,对采集到的图像进行预处理,降低噪声的干 扰,提高图像的成像质量;对图像进行灰度化,通过目标识别、图像分割找出灰度图像的边 缘特征,确定液面分界线,进而得出每桢图像中的液面变化;从不同时间点采集的图像中提 取沉降界面特征点集,经拟合得到沉降曲线。
[0061] 应理解,在本实用新型范围内中,本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实 施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。 限于篇幅,在此不再一一累述。
【附图说明】
[0062] 图1A显示了一个优选地本实用新型装置的结构示意图;
[0063] 图1B显示了一个优选地本实用新型装置的立体结构示意图;
[0064] 图1C显示了一个优选地本实用新型装置的剖视结构示意图;
[0065] 图1D显示了一个优选地本实用新型装置的样品承载装置结构示意图;
[0066] 图1E显示了一个优选地本实用新型装置的样品承载装置和温度调节装置结构示 意图;
[0067] 图IF显示了一个优选地本实用新型装置的样品承载装置和温度调节装置结构示 意图;
[0068] 图1G显示了一个优选地本实用新型装置的支架结构示意图;
[0069] 图1H显示了一个优选地本实用新型装置的俯视结构示意图;
[0070] 图2显示了实施例2的单张图像及其特征曲线;
[0071] 图3显示了实施例2的沉降过程中三个典型图像及其特征曲线;
[0072] 图4显示了实施例2的沉降特征信息时间序列三维曲面模型;
[0073] 图5显示了实施例2的沉降特征信息提取后的沉降界面检测图;
[0074] 图6显示了实施例2的沉降界面确定方法;
[0075] 图7显示了实施例2的沉降动力学方程拟合曲线图7中的沉降动力学方程如下: [0076] 拟合方程:
[0077]fresult= 0? 4968*exp(_0? 005492*x)+0? 005242*exp(-2. 896*x)
[0078] 相关参数:
[0079] 误差平方和:0? 0497,
[0080] 相关系数:0? 9%2
[0081] 自由度:712
[0082] 校正后的相关系数:0? 9952
[0083] 均方根误差:0? 0084
[0084] 图8显示了实施例2的不同取值区间所得结果差异性分析,包括沉降动力学方程 拟合曲线,沉降动力学方程如下:
[0085] fresultl(x) = 0?006717*exp(-2. 916*x)+0? 5178*exp(_0? 01441*x)
[0086] fresult2(x) = 0?005319*exp(_3. 094*x)+0? 5085*exp(_0? 01059*x)
[0087] fresult3(x) = 0?005011*exp(_3. 008*x)+0? 4991*exp(_0? 006745*x)
[0088] fresult4 (x) = 0?006114*exp(_3. 019*x)+0? 495*ex0 (_0? 004078*x)
[0089] fresult5 (x) = 0? 006858*exp(_3. 051*x)+0? 4947*exp(_0? 002937*x)
[0090] fresult6 (x) = 0?008867*exp(_3. 035*x)+0? 4928*exp(_3. 774e_05*x)
[0091] fresult7(x) = 0?007669*exp(-2. 843*x)+0? 5083*exp(-〇? 008014*x);
[0092] 图9显示了实施例3的沉降过程中三个典型图像及其特征曲线;
[0093] 图10显示了实施例3的沉降特征信息时间序列三维曲面;
[0094] 图11显示了实施例3的沉降特征信息提取后的沉降界面检测;
[0095] 图12显示了实施例3的沉降界面确定方法;
[0096] 图13显示了实施例3的沉降动力学方程拟合曲线,实施例3的沉降动力学方程如 下:
[0097] 拟合方程:
[0098] fresult= 0? 4086*exp(0? 01479*x)+0? 00389*exp(-5. 533*x)
[0099] 相关参数:
[0100] 误差平方和:0? 0424,
[0101] 相关系数:0.9937
[0102] 自由度:197
[0103] 校正后的相关系数:0? 9936
[0104] 均方根误差:0. 0147;
[0105] 图14显示了实施例4的沉降过程中三个典型图像及其特征曲线;
[0106] 图15显示了实施例4的沉降特征信息时间序列三维曲面;
[0107] 图16显示了实施例4的沉降特征信息提取后的沉降界面检测;
[0108] 图17显示了实施例4的沉降界面确定方法。
【具体实施方式】
[0109] 本发明人通过广泛而深入的研究,获得一种非均相液体沉降自动监测方法及装 置,使用本实用新型的方法能够实现对非均相液体沉降的自动监测,可对混悬体系的稳定 性进行定量评价,具有智能化、自动化、精度高、灵敏度高等优点。
[0110] 在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述监测非均相液体沉降的方法包括以 下步骤:
[0111] (a)装入沉降管中的待测非均相体系充分摇匀后,放入监测装置中,光源亮度、焦 距、放大倍数等参数调节为最佳效果;
[0112] (b)程序控制时间间隔、图像采集数量;
[0113] (c)在设定时间点采集目标区域的均匀度特征信息;
[0114] (d)建立沉降动力学曲面模型;
[0115] (e)阈值压制、分割剔除干扰区域,提取沉降界面特征值获取沉降动力学点集数 据;
[0116] (f)数值拟合输出沉降动力学方程及沉降动力学曲线。
[0117] 在本实用新型的一个优选的实施方式中,所述非均相液体的沉降自动监测设备包 括:成像系统、环境控制系统和动力学定量分析系统。
[0118] (1)所述的成像系统包含光源模块和图像采集模块。
[0119] 光源模块为沉降动力学图像信息采集过程提供稳定、均匀、可调的光照条件,从而 获取高质量图像资料,所述的光源系统应满足以下要求:平面、冷光源、稳定、抗干扰、亮度 可调、均匀散射光型;亮度高、寿命长,发热少、温度低、灯光柔和自然无频闪,节能省电,安 装方便。所述的光源系统选自LED显微光源、LED线阵光源、LED面光源、无影灯、冷光源灯 泡(氙灯)、激光二极管、气体激光器的一种或几种,且不仅限于这些,对于精度要求不高时 优选LED显微光源;对于激光诱导焚光试验中,优选激光二极管。
[0120] 所述的图像采集模块用于采集沉降特征信息,包含图像采集探测器和图像采集控 制系统。
[0121] 所述的图像采集探测器应满足以下要求:大面板CMOS或CCD面板、高分辨率10~ 15M、可编程性、焦距、亮度、对比度、白平衡、放大倍数可程序调控、低畸变、可长时间稳定采 集;自扫描、高灵敏度、重量轻、体积小、像素位置准确、耗电少、寿命长、可靠性好、信号处理 方便、接口丰富易于编程。所述的探测器选自线阵CCD、面阵CCD、工业CCD/CM0S、高分辨率 CCD/CM0S摄像头、荧光探针(配合荧光剂使用)的一种或几种。
[0122] 工业级图像采集探测器稳定性好,CMOS感光元件的每个感光单元都是独立的,即 使损坏也不会影响到其他单元,因此价格较低;其次,由于每个单元独立进行信号放大和模 /数转换,因此不但功耗很低,而且整个模块的体积也更小。但是,由于感光单元中更大的部 分被放大器和模/数转换单元占据,传统CMOS元件的开口率很低,由此导致光利用效率差; 此外,由于每个单元独立输出,初始信号的放大率很难做到严格统一,因此图像的噪声问题 比较严重。
[0123] 线阵CCD的优点是一维像元数可以做得很多,而总像元数角较面阵CCD相机少,而 且像元尺寸比较灵活,帧幅数高,特别适用于一维动态目标的测量。而且线阵C
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