[发明专利]一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法

说明书

本发明涉及人工智能领域，提出了一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，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；确定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；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；获得离子交换膜的寿命。本发明能够在离子交换膜使用寿命截止前对其进行更换，使得污水能有效过滤处理。

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体涉及一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法。

背景技术

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜，主要用于污水处理、盐水浓缩等方面。离子交换膜通常有使用寿命，不能永久使用，超过使用寿命则原有的功能基本不能实现。

目前在污水处理应用中，往往根据离子交换膜的使用期限，对离子交换膜进行更换。但离子交换膜在实际的污水过滤中，往往可能会因为污水的水质不同，造成离子交换膜实际的寿命与使用期限存在差异，可能导致污水未得到有效过滤处理。

本方案在离子交换膜使用过程中，定期对离子交换膜的损耗率进行检测，从而进行离子交换膜的寿命预测。

发明内容

本发明提供一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，以解决现有的离子交换膜实际寿命与使用期限存在差异导致污水未能有效过滤处理的问题。

本发明的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，采用如下技术方案：

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。

进一步的，所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，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。

进一步的，所述的一种基于图像处理的离子交换膜寿命监测方法，离子交换膜的损耗率的表达式为：