[发明专利]一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，其特征在于，包括：

获取初始离子交换膜表面图像和不同时间段离子交换膜表面图像；

分别对初始离子交换膜表面图像和不同时间段离子交换膜表面图像进行阈值分割和边缘检测，得到孔隙连通域；

利用初始离子交换膜表面图像中每个孔隙连通域与每一时间段离子交换膜表面图像中的孔隙连通域之间的位置相似度确定出初始离子交换膜表面图像中每个孔隙连通域与每一时间段离子交换膜表面图像中孔隙连通域相对应的孔隙连通域对；

通过初始离子交换膜表面图像中每个孔隙连通域的像素与每一时间段离子交换膜表面图像中相互对应的孔隙连通域的像素计算每一时间段离子交换膜表面图像中每个孔隙连通域的变化率；

通过每一时间段离子交换膜表面图像中每个孔隙连通域的变化率计算该时间段离子交换膜的损耗率；

通过每一时间段离子交换膜的损耗率获得离子交换膜的寿命。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，其特征在于，获得孔隙连通域对的方法为：

将初始离子交换膜表面图像和不同时间段离子交换膜表面图像上左上角的孔隙中心点对应的孔隙连通域组成初始孔隙连通域对；

分别获得初始离子交换膜表面图像和不同时间段离子交换膜表面图像中与初始孔隙连通域对中对应的孔隙中心点距离最近的孔隙中心点；

计算初始离子交换膜表面图像中每个距离最近的孔隙中心点对应的孔隙连通域与不同时间段离子交换膜表面图像中所有距离最近的孔隙中心点对应的孔隙连通域的位置相似度；选取所有位置相似度中最大的位置相似度对应的孔隙连通域组成下一个孔隙连通域对；根据获取该孔隙连通域对的方法获得所有孔隙连通域对。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，其特征在于，离子交换膜的损耗率的表达式为：

式中：q_i表示第i-1次采集的不同时间段的离子交换膜的损耗率，j表示第j个孔隙连通域对，g(p_ij)表示孔隙连通域变化率的函数，n(j₁)表示第j个孔隙连通域对中初始离子交换膜表面图像的孔隙连通域包含孔隙像素点个数，N表示孔隙连通域对的个数。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，其特征在于，孔隙连通域变化率的函数的表达式为：

式中：p_ij表示第i-1次采集的不同时间段的离子交换膜表面图像与初始离子交换膜表面图像上的孔隙连通域组成的第j个孔隙连通域对的变化率。

5.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，其特征在于，孔隙连通域变化率的表达式为：

式中：n(j_i)表示第i-1次采集的不同时间段离子交换膜表面图像与初始离子交换膜表面图像上的孔隙连通域组成的第j个孔隙连通域对中，不同时间段离子交换膜表面图像上孔隙连通域所包含的孔隙像素点个数，n(j₁)表示第j个孔隙连通域对中初始离子交换膜表面图像的孔隙连通域包含孔隙像素点个数。