一种油水自动分离计量方法及装置

本发明涉及油水分离技术领域，尤其涉及一种实验室用一种油水自动分离计量方法及装置。

背景技术：

油水分离器是一种专用于将油和水从油水混合物中分离出来的装置。目前，我国油水分离器大多采用重力沉降法和离心法。而实验室中的油水分离往往采用多只刻度试管，其存在累积误差，计量不准确且无法实现自动计量等实际问题。为此，本发明基于图像处理的基本原理，设计了一种新型的油水分离计量方法及简易的分离装置，计量方法具有计量精度高，装置设计简单有效。

技术实现要素：

为了克服实验室油水取样计量采用多只刻度管，其存在累计误差、计量不准确、无法实现自动计量等缺点。本发明提供了一种基于图像处理的油水自动计量方法，基于重力沉降法设计了简易的油水自动分离装置。

本发明提供了如下技术方案：

一种油水自动分离计量方法，依次包括以下步骤：

s01：油水混合物通入到分离器；

s02：重力分异，根据油和水的密度不同，且二者不相溶特性，在静止状态或者流动状态时，油漂浮在水的上方，从而实现油和水的分离；

s03：相机拍照，相机对步骤s02中油和水分离后的状态进行拍照并传送至计算机；

s04：图像处理，图像处理过程依次为图像预处理、图像二次处理和图像网格划分；图像预处理包括灰度处理和滤波处理；图像的二次处理包括二值化处理和边缘检测；图像网格划分是将二次处理后的图像进行网格划分，用于提取油和水的深度值；

s05：油水深度值提取；通过提取出分离器中的上下两端的坐标极值，根据坐标极值可计算出图像中的分离器中油的深度值h1、水的深度值h2，根据图像和实际尺寸大小的比例k计算出分离器中实际深度值h1和h2；

s06：计量程序，根据已知的分离器内径，通过体积计算公式计算出油和水的体积v1和v2；

s07：保存并输出结果。

用于上述一种油水分离自动计量方法的一种油水分离自动计量装置，包括油水入口、铁架台、液体容器、水出口、阀门、保持器、油水分离器、相机和计算机；所述油水分离器通过所述保持器被垂直固定在所述铁架台上，所述油水入口和所述水出口分别布置在所述油水分离器底部的两侧，所述油水入口在所述水出口上面；所述油水入口和所述水出口上分别设置有所述阀门，所述液体容器置于所述水出口的下部，所述相机保持一定高度，实现对油水分离器的拍照，所述相机通过数据线与所述计算机相连接。

与现有技术相比该发明的有益效果如下：基于图像处理编制好自动计量程序，实现油和水的自动计量，其具有操作方便、计量精度高；基于重力沉降法设计了的油水自动分离装置具有结构简单、有效分离等优点。

附图说明

图1为本发明油水自动分离计量方法流程图。

图2为本发明油水自动分离计量装置结构示意图。

图中，各标号所代表的部件如下：

1-油水入口，2-铁架台，3-液体容器，4-水出口，5-阀门，6-阀门，7-保持器，8-油水分离器，9-相机，10-计算机。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种油水自动分离计量方法，依次包括以下步骤：

s101：油水混合物通入到分离器；

s102：重力分异，根据油和水的密度不同，且二者不相溶特性，在静止状态或者流动状态时，油漂浮在水的上方，从而实现油和水的分离；

s103：相机拍照，相机对步骤s02中油和水分离后的状态进行拍照并传送至计算机；

s104：图像处理，图像处理过程依次包括图像预处理、图像二次处理和图像网格划分；图像预处理包括灰度处理和滤波处理；图像的二次处理包括二值化处理和边缘检测；图像网格划分是将处理后的图像进行网格划分，用于提取油和水的深度值；

s105：油水深度值提取；通过提取出分离器中的上下两端的坐标极值，根据坐标极值可计算出图像中的分离器中油的深度值h1、水的深度值h2，根据图像和实际尺寸大小的比例k计算出分离器中实际深度值h1和h2；

s106：计量程序，计量程序根据已知的分离器内径(mm)，深度h(mm)，通过体积计算公式v＝π·r²·h×10^-3，计算出油和水的体积v1(ml)和v2(ml)；

s107：保存并输出结果。

如图2所示，用于实现上述一种油水分离自动计量方法的一种油水分离自动计量装置，包括油水入口1、铁架台2、液体容器3、水出口4、阀门5、阀门6、保持器7、油水分离器8、相机9和计算机10。油水分离器8通过保持器7被垂直固定在铁架台2上，油水入口1和水出口4分别布置在油水分离器8底部的两侧，油水入口1在水出口4上面；油水入口1和水出口4上分别设置有阀门6和阀门5，液体容器3置于水出口4的下部，相机9保持一定高度，实现对油水分离器8的拍照，相机9通过数据线与计算机10相连接。

上述装置工作过程如下：油水混合物从油水入口1处进入油水分离器8，由于油水存在密度差，油水会自动分离，油及未能彻底分离的乳化液会自动上升到油水分离器8的上部，水则会留在油水分离器8的下部；相机9进行拍照，计算机10进行图像处理，计量油和水体积；随后手动打开阀门5，水从水出口4流入到液体容器3后，手动关闭阀门，实现油水分离。

技术特征：

1.一种油水自动分离计量方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

s101：油水混合物通入到分离器；

s102：重力分异，根据油和水的密度不同，且二者不相溶特性，在静止状态或者流动状态时，油漂浮在水的上方，从而实现油和水的分离；

s103：相机拍照，相机对步骤s102中油和水分离后的状态进行拍照并传送至计算机；

s104：图像处理，图像处理过程依次为图像预处理、图像二次处理和图像网格划分；图像预处理包括灰度处理和滤波处理；图像的二次处理包括二值化处理和边缘检测；图像网格划分是将二次处理后的图像进行网格划分，用于提取油和水的深度值；

s105：油水深度值提取，通过提取出分离器中的上下两端的坐标极值，根据坐标极值可计算出图像中的分离器中油的深度值h1、水的深度值h2，根据图像和实际尺寸大小的比例k计算出分离器中实际深度值h1和h2；

s106：计量程序，根据已知的分离器内径，通过体积计算公式计算出油和水的体积v1和v2；

s107：保存并输出结果。

2.用于实现权利要求1所述的一种油水分离自动计量方法的一种油水分离自动计量装置，其特征在于，包括油水入口(1)、铁架台(2)、液体容器(3)、水出口(4)、阀门(5)、阀门(6)、保持器(7)、油水分离器(8)、相机(9)和计算机(10)；所述油水分离器(8)通过所述保持器(7)被垂直固定在所述铁架台(2)上，所述油水入口(1)和所述水出口(4)分别布置在所述油水分离器(8)底部的两侧，所述油水入口(1)在所述水出口(4)上面；所述油水入口(1)和所述水出口(4)上分别设置有所述阀门(6)和所述阀门(5)，所述液体容器(3)置于所述水出口(4)的下部，所述相机(9)保持一定高度，实现对所述油水分离器(8)的拍照，所述相机(9)通过数据线与所述计算机(10)相连接。

技术总结
本发明公开了一种油水自动分离计量方法及装置，该方法具体步骤为：打开油水入口阀门，关闭水出口阀门，将待分离油水混合物通入到试管中，通入完成后关闭油水入口阀门；静置后，油漂浮在水的上方，实现油和水的分离；相机进行拍照并传送至计算机；图像处理；从处理后的图像提取油水深度值；根据提取后的高度值作为计量程序的输入值，并运行程序；计算并输出油水体积，实现自动计量。该装置主要由油水分离器、铁架台、保持器、液体容器、相机和计算机等组成。本发明提供了一种新的计量方法和油水分离简易装置，克服了实验室油水取样计量采用多只刻度管存在累计误差、计量不准确、无法实现自动计量等缺点。

技术研发人员：殷俊清;顾金芋;李毅;刘纪
受保护的技术使用者：西安工程大学
技术研发日：2020.09.24
技术公布日：2021.06.01