[发明专利]一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法

说明书

本发明公开了一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法，实验装置包括样品外罩，样品外罩内设置有光源、图像采集器和流明度传感器；首先配制标准样已知浓度的一系列有色溶液；将配制的不同浓度标准样放置于实验装置内，开启光源，图像采集器对标准样进行拍摄获得标准样图像，对获得的标准样图像进行亮度的归一化处理，并建立标准样已知浓度与相应标准样图像的均值亮度的历史数据库。利用图像采集器对未知浓度的待测样进行拍摄并获得待测样图像，对该待测样图像进行修整并获得均值亮度，再利用所述历史数据库获得待测样有色溶液的浓度。本发明的实验方法工艺流程简单，易操作，无需使用昂贵的设备，具有检测效率高，成本低的优点。

技术领域

本发明属于实验教学仪器领域，具体涉及一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法。

背景技术

在分析化学中利用比较有色溶液深浅的方法来测定物质含量的方法称为比色法。传统比色法多采用肉眼观察，受外部光线、温度、样品测试条件、实验人员主观因素等条件影响，分析结果精度不高。

而精度较高的光电比色计，仪器体积大、设备及备件投入较高、分析测试软件缺少二次开放接口；使得分光光度计不适于经常性移动使用、课堂演示教学、以及针对性地开发教学策略。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法。

所述的一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：配制标准样已知浓度的一系列有色溶液；

S2：有色溶液浓度定量测定的实验装置包括密闭的样品外罩，样品外罩内设置有光源、图像采集器和流明度传感器；将步骤S1配制的不同浓度标准样放置于实验装置内，开启光源，流明度传感器感受实验装置内部光照强度并将其传输到电脑终端，记录相应光照功率下的稳定流明度传感器感应值I_h，建立光照功率与稳定流明度传感器感应值I_h对应关系的数据库；图像采集器对标准样进行拍摄获得标准样图像；

S3：将获得的标准样图像进行处理，即对获得的标准样图像进行亮度的归一化处理，记录标准样图像的均值亮度，并建立标准样已知浓度与相应标准样图像的均值亮度的历史数据库；

S4：测量待测样未知浓度的有色溶液时，将未知浓度的待测样放置于实验装置内，开启光源，记录测量时的流明度传感器感应值，利用图像采集器对未知浓度的待测样进行拍摄并获得待测样图像，对该待测样图像进行修整并获得均值亮度，再利用所述历史数据库获得待测样有色溶液的浓度。

所述的一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法，其特征在于步骤S4中，利用图像采集器对未知浓度的待测样进行拍摄之前还对光源进行校正，校正公式如下：

其中δ为流明度偏差率，I为对未知浓度的待测样测量时的流明度传感器感应值，I_h为数据库记载的相同光照功率下的稳定流明度传感器感应值；当δ≥5％时，调整光源的光照功率，直至流明度偏差率δ小于5％；当流明度偏差率δ小于5％时，利用图像采集器对未知浓度的待测样进行拍摄并获得待测样图像。

所述的一种基于图像识别实现溶液浓度定量测定的实验方法，其特征在于步骤S4中，对待测样图像进行修整获得均值亮度的过程如下：

首先根据未知浓度的待测样测量时的流明度传感器感应值I，对待测样图像的亮度、流明度感应值进行校正处理，公式如下：