0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

电子设计 作者:电子设计 2018-11-07 08:10 次阅读

引言

基于朗伯-比尔定律的分光光度法是进行有色溶液浓度测量的主要方法。朗伯比尔定律是指一束光照射某有色溶液时,其入射光强I0的变化(减弱)与溶液浓度C、液层厚度(或光程长)L 之间的关系:

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

其中A 为吸光度;K 为吸光系数;IT 为透射光强。此方法属于间接测量,分光光度计比较贵,且透过光强与浓度呈非线性的对数关系。朗伯-比尔定律可叙述为有色溶液的颜色深度(即有色溶液的色度)正比于溶液的浓度。

基于这一原理以及近年来数字图像技术的发展其应用越来越广泛,本文也尝试以蓝色的硫酸铜溶液为对象采用图像分析法对有色物质进行浓度测试研究。

1 图像的获取

配制7组CuSO4有色工作溶液,其浓度分别为0 mg/mL,5 mg/mL,10 mg/mL,20 mg/mL,30 mg/mL,40 mg/mL,50 mg/mL.将配好的7 组无水硫酸铜蓝色溶液依次加入到比色皿中,放在用透光度不敏感的纸盒自制的测量暗室里面。暗室的内壁用漫反射好的背景白板(材料为BaSO4)覆盖,采用CIE标准照明体A(普通白炽灯)2个,并在暗室两侧内壁上形成对称放置。朗伯反射原理指出,白板的漫反射性越好,反射出的光均匀度越高。普通Logitech(R)摄像头作为图像传感器,依次采集7 组硫酸铜标准液的图像并保存到硬盘,以备使用。实验装置示意图如图1所示。

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

2 图像处理

本文在采集蓝色硫酸铜溶液的图像信息后,采用Matlab软件进行图像处理分析,主要是检测范围的选择和图像的滤波处理。Matlab语言不仅具有语法限制不严格,程序设计自由度大,程序的可移植性好的优点,而且它拥有功能强大的图像分析和处理工具箱。利用图像处理工具箱,可以很方便地对图像的性质进行深入的研究。

Matlab图像处理工具箱支持索引图像、RGB 图像、灰度图像、二进制图像并能操作bmp,jpg,tif等多种图像格式文件。

RGB颜色空间是数字图像处理中一种十分常用的彩色显示空间。三基色R,G,B相互独立,即其中任一色均不能由其他二色混合产生。它们的又是完备,即所有其他颜色都可以由三基色按不同的比例组合而得到。

在RGB 空间对彩色图像进行分析处理,比较常用的方法是对各个分量进行灰度图像处理。

2.1 检测范围的选择

采集到的图像包括溶液图像和背景图像2部分,而只需要关心溶液部分的图像色度值。为了实现对所有的图像进行统一标准分析,采用Matlab图像处理函数在溶液图像上设计一个矩形,即把矩形内图像作为分析对象,实现程序如下:

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

2.2 中值滤波处理

在图像的采集和传输过程中,获取图像的工具和方法等因素的影响,不可避免地产生各种类型的噪声,从而使图像质量降低,进而影响后续处理的效果。因此,需要对图像进行一些。这种噪声干扰如不经过滤波处理,会造成图像色度值的测量不准确,从而影响分析结果。

各种滤波器中,最常用且最有效的是中值滤波。中值滤波可以克服线性滤波器所带来的图像细节模糊,并且可以十分有效滤除脉冲噪声。运用Matlab语言实现蓝色硫酸铜溶液的中值滤波程序如下,原始图像和所选择检测范围内中值滤波处理后的图像如图2所示。

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

3 结果分析

利用Photoshop cs2.0软件分析处理后图像的RGB值,CuSO4溶液浓度与对应图像RGB值之间关系见表1.

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

根据直线拟合可得到RGB平均值I 与有色溶液浓度C之间的关系为:I = -0.334 6C + 255.2,即C = - I - 255.2/0.334 6 ,图3为线性拟合直线图。

采用Matlab图像进行有色溶液样液浓度测试

由图3可看出,有色溶液的浓度和色度值成良好的线性关系,相关系数R=0.992 54.因此若测定出未知浓度的有色溶液图像的色度值,根据拟合直线,则可以计算出溶液的浓度。

4 结语

采用图像比色分析测量硫酸铜溶液浓度,实验表明对于有色溶液的浓度完全可以应用此方法来确定。若能进一步提高实验装置的制作精度,如提高测量暗室的封密度等,则可提高溶液浓度与色度值线性相关度,即可提高测量的精确度。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 滤波器
    +关注

    关注

    160

    文章

    7703

    浏览量

    177417
  • RGB
    RGB
    +关注

    关注

    4

    文章

    796

    浏览量

    58331
  • 噪音
    +关注

    关注

    1

    文章

    169

    浏览量

    23862
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    采用串级结构的溶液浓度-流量控制器的设计

    ,误差较大.为实现高效自动化控制,保证水质,结合我国的国情,提出了溶液浓度--流量控制器的设计.即将原料水和药水分别由2个通道送人反应池,在反应池中混合,根据原料水的加入量控制药水的投加速度使反应池中混合
    发表于 03-09 14:37

    采用循环伏安法研究镍在碱性溶液中的电化学活性

    ,不再呈光亮银白的金属色。采用循环伏安法研究镍在碱性溶液中的电化学活性。研究发现:镍片的电化学性能受到溶液浓度、电势扫描范围、扫描速度等因素的影响,并且具有较强的规律性。电磁干扰
    发表于 09-15 10:09

    线路板制造中溶液浓度的六种计算方法

      在印制电路板制造技术,各种溶液占了很大的比重,对印制电路板的最终产品质量起到关键的作用。无论是选购或者自配都必须进行科学计算。正确的计算才能确保各种溶液的成分在工艺范围内,对确保产品质量起到重要
    发表于 08-29 10:20

    如何自制溶液浓度检测仪

    市电经变压器B隔离降压为10V,再经C1、C2及Rl限流,二只6.8V稳压管刀双向限幅(稳定电压),以确保探针两端检测出的电压值能客观、准确地反映小溶液浓度值。 当二根不锈钢探针插入溶液
    发表于 05-10 06:46

    如何采用89C52和MQ-3酒精浓度传感器设计酒精浓度测试仪?

    基于单片机的酒精浓度测试仪的设计本文设计了一款便携式的酒精浓度测试仪,该设计方案采用的是89C52单片机和MQ-3酒精
    发表于 11-10 06:44

    点成分享 | 蛋白质浓度测定之BCA法

    蛋白质浓度的测定是常见的生物实验之一。本文介绍的是使用BCA法(二辛可酸法或二喹啉甲酸法)进行蛋白质浓度的测定。BCA分子式1实验原理BCA是一种稳定的碱性水溶性复合物。在碱性条件下,蛋白质可以将
    发表于 12-20 17:17

    MATLAB图像识别物体计数

    MATLAB图像识别物体计数:MATLAB 图像识别物体计数,将图像中的物体识别出来,并进行计数
    发表于 02-08 14:40 247次下载

    matlab编写的采用遗传算法进行图像分割程序

    matlab编写的采用遗传算法进行图像分割程序:matlab编写的采用遗传算法
    发表于 02-10 10:19 195次下载

    基于虚拟仪器的溶液浓度测量系统

    本设计研究分析了溴化锂降膜热质传递过程中溶液浓度的测量方法及特点,数字式溶液浓度测量系统,并进行了理论与实验研究。在虚拟平台上用LabVIE
    发表于 07-15 17:49 11次下载

    基于虚拟仪器的溶液浓度测量系统

    本设计研究分析了溴化锂降膜热质传递过程中溶液浓度的测量方法及特点,数字式溶液浓度测量系统,并进行了理论与实验研究。在虚拟平台上用LabVIE
    发表于 10-11 16:38 35次下载

    MATLAB程序进行图像处理

    matlab进行图像处理过程方法指导...
    发表于 11-30 18:02 13次下载

    721型分光光度计应用及注意事项

    在比色分析中,有色物质溶液颜色的深度决定于入射光的强度、有色物质溶液浓度层的厚度。当一束单
    发表于 12-28 17:17 5894次阅读

    自制溶液浓度检测仪,Concentration Monitor

    自制溶液浓度检测仪,Concentration Monitor 关键字:自制溶液浓度检测仪 自制
    的头像 发表于 09-20 19:21 1008次阅读

    PCB溶液浓度的六种计算方法

    在PCB生产过程中,很多工序要用到各种溶液,往往这些溶液对PCB板的产品质量起到决定性的作用。精确的计算好各种溶液浓度才能确保各种溶液在工
    的头像 发表于 10-03 16:39 3732次阅读

    如何测量溶液中的三磷酸腺苷浓度

    用于此种检测的生物溶液样品中含有DNA及其他相应成分,当ATP浓度较高时,可以发生显著的“滚环扩增”反应(rolling circle amplification, RCA),形成长链DNA,而在ATP不存在或浓度较低时,无法触
    的头像 发表于 05-13 14:51 1297次阅读