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利用实时光学图像特征提取法测量液相扩散系数
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2015.11.15
  • 页码:3026-3032
  • 分类:TQ021.4[化学工程] TP391.4[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:云南大学物理科学技术学院,云南昆明650091
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.11164033,No.61465014); 云南省应用基础研究基金资助项目(No.2011FA006); 云南省高校科技创新团队支持计划资助项目
  • 相关项目:毛细管成像法及其在液相扩散系数测量中的应用
中文摘要:

介绍了一种利用非对称液芯柱透镜结合实时光学图像特征提取方法测量液相扩散系数(D)的方法。该方法基于图像采集系统的软件开发工具包对采集系统进行二次开发,并用自编应用软件对图像中特定区域进行亮度及宽度的特征提取。然后,依据图像特征自动寻找出实验所选液体折射率薄层清晰成像点的位置并记录该位置随时间的变化关系。最后,根据Fick第二定律计算出液相扩散系数。采用这种方法,实验研究了室温(25℃)条件下乙二醇在纯水中的扩散过程,测得其扩散系数D=1.164×10^-5 cm^2/s,与文献报导值的相对误差为0.34%。与直接观察测量法相比较,此方法实现了测量的自动化,避免了人为主观判断误差,具有测量快速、准确,计算耗时短,实验测量结果稳定的特点。

英文摘要:

A measuring method for liquid diffusion coefficients(D)was proposed by an asymmetric liquid-core cylindrical lens combined with an feature extracting method of optical images in real time automatically.Based on the Software Development Kit provided by a CMOS camera used,the application codes were programmed to extract and analyze the features of the brightness and width of a diffusion image.On the image features,the focal position corresponding to a specific liquid layer with a certain refractive index was found out,and the curve of focal positions varied with diffusion time was recorded automatically.Finally,the diffusion coefficient was calculated by using Fick's second law on the acquired experimental data.With the proposed method,the diffusion process of ethylene glycol with pure water was researched at the room temperature(25 ℃)and the measured diffusion coefficient(D)is 1.164×10^-5 cm^2/s,the relative error is only 0.34%that of the literature value.As compared with traditional direction observation method,the obtained results demonstrate that the method avoids the error caused by reading focal position with human eye,implements measurement automation and is characterized by higher measuring speeds and accuracy,shorter computing time and stable measuring results.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699