CN104964930A - 一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，属于石油与化工领域。所述发明包括对金属片在设定环境下进行腐蚀前、后拍摄，分别得到金属片腐蚀前后的数字图像，对数字图象在一定曝光值下按照规定程序进行对比度、色阶调整等处理，并根据数字图像中的颜色分量数值对比确定金属片腐蚀等级。相对于现有技术中通过人眼结合腐蚀标准色板确定金属片腐蚀级别的方法，本发明避免人眼对色彩感受性不同引起的对腐蚀等级判断的误差，排除了人为的影响因素，实现了液体燃料腐蚀性结果的数字化判定，提高了基于颜色对金属片腐蚀结果判定的准确性。

Description

一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法

技术领域

本发明属于石油与化工领域，特别涉及一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法。

背景技术

当前，石油产品的金属片腐蚀试验是评定和检测石化产品腐蚀性大小的定性试验方法。

具体的实验方法是把一块已打磨好的金属片浸没在一定量的试样中，并按产品标准要求加热到指定的温度，保持一定的时间。当试验结束时，取出金属片，洗涤后与腐蚀标准色板比较，确定腐蚀级别。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

目前的试验结果评价以定性的等级表示，这对于同等级间的试验结果难以区分，由于在确定腐蚀级别时依靠的是人眼的判断，由于人眼对色彩感受性的差异及金属片腐蚀的不均匀性，使得主观因素容易导致对不同颜色综合统计结果的个体差异，最终得到的试验评价不尽相同。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，所述液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法包括：

将金属片在液体燃料中放置预设时间后，取出所述金属片，获取腐蚀后金属片的数字图像；

将金属片在预设温度的液体燃料中放置预设时间后，取出所述金属片，获取腐蚀后金属片的数字图像；

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，根据所述腐蚀等级确定所述液体燃料的腐蚀性。

可选的，所述获取腐蚀后金属片的数字图像，包括：

构建亮度可控的拍摄盒体；

将所述腐蚀后金属片在所述拍摄盒体中置于预设角度，获取所述腐蚀后金属片的拍摄图片；

将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像。

可选的，所述亮度可控的拍摄盒体，具体包括：

在所述拍摄盒体的顶部设置有图像获取装置；

在所述拍摄盒体的侧壁设置有LED面光源，所述LED面光源的亮度由滑动变阻器调节。

可选的，所述将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像，包括：

提取所述拍摄图片中的每个像素的灰度值；

将所述每个像素的灰度值与预设阈值进行对比，获取灰度值大于所述阈值的预选像素；

将所述预选像素组合为所述腐蚀后金属片的数字图像。

可选的，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，包括：

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值；

获取所述金属片的原始色差值；

根据所述原始色差值和所述第一色差值，获取腐蚀色差值；

根据所述腐蚀色差值确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

可选的，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，包括：

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值；

根据所述第一色差值结合预设的腐蚀标准色板，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

可选的，所述获取所述金属片的原始色差值，包括：

在将所述金属片放入所述液体燃料前，对所述金属片的表面进行打磨，获取打磨后金属片的第一数字图像；

提取所述第一数字图像的颜色分量数值，根据所述颜色分量数值通过第一公式获取原始色差值。

可选的，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值，包括：

将所述颜色分量数值带入公式(1)中，得到所述数字图像的色差值ΔE，

$\mathrm{\Δ}E=k\sqrt{\[2+\frac{r}{256}\]{\mathrm{\ΔR}}^2+4{\mathrm{\ΔG}}^2+\[2+\frac{255-r}{256}\]{\mathrm{\ΔB}}^2}---\left(1\right)$

其中，k为归一化系数，ΔR为三原色中红色分量值，ΔG为三原色中绿色分量值，ΔB为三原色中蓝色分量值，r为三原色中红色分量值平均值。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过对腐蚀后金属片进行拍摄，得到腐蚀后金属片的数字图像，并根据数字图像中的颜色分量数值确定金属片腐蚀等级，相对于现有技术中通过人眼结合腐蚀标准色板确定金属片腐蚀级别的方法，能够避免人眼对色彩感受性不同引起的对腐蚀等级判断的误差，提高了基于颜色对液体燃料腐蚀结果判定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法的详细流程示意图；

图3是本发明提供的拍摄盒体的结构示意图；

图4是本发明提供的又一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法的详细流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，如图1所示，所述金属片腐蚀的结果检测方法包括：

01、将金属片在预设温度的液体燃料中放置预设时间后，取出所述金属片，获取腐蚀后金属片的数字图像。

02、在所述数字图像中选取符合预设条件的腐蚀区域，提取所述腐蚀区域中的颜色分量数值。

03、根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，根据所述腐蚀等级确定所述液体燃料的腐蚀性。

在实施中，为了检测液体燃料的腐蚀性，需要将金属片浸泡在具有预设温度的液体燃料中一段时间，将腐蚀后的金属片通过工业CCD相机进行拍摄，在拍摄的图像中提取仅包含腐蚀后金属片的数字图像，提取该数值图像中的颜色分量数值，基于该颜色分量数值确定与腐蚀后金属片对应的腐蚀等级，从而根据腐蚀后金属片的腐蚀等级来体现液体燃料的腐蚀性。这里之所以限定液体燃料的温度，是为了提高检测的精确清楚，典型的温度为不超过50摄氏度。

值得注意的是，这里的步骤02中的预设条件是指颜色变化程度大于第一预设阈值，颜色变化区域大于第二预设阈值。之所以在数字图像中选取符合条件的腐蚀区域，是为了防止金属片在腐蚀过程中出现腐蚀不均匀导致后期得到的颜色分量数值倾向于腐蚀程度较低，从而对液体燃料真实情况产生影响这一情况的发生，从而提高了最终的检测精度。

另外，这里的金属片包括纯铜、钢、不锈钢、铸铝、锌、锡、黄铜。在实际使用中，典型的使用纯铜片进行液体燃料的腐蚀性检测。

本发明通过对腐蚀后金属片进行拍摄，得到腐蚀后金属片的数字图像，并根据数字图像中的颜色分量数值确定金属片腐蚀等级，相对于现有技术中通过人眼结合腐蚀标准色板确定金属片腐蚀级别的方法，能够避免人眼对色彩感受性不同引起的对腐蚀等级判断的误差，提高了基于颜色对液体燃料腐蚀结果判定的准确性。

可选的，所述获取腐蚀后金属片的数字图像即步骤01，如图2所示，具体包括：

011、构建亮度可控的拍摄盒体。

012、将所述腐蚀后金属片在所述拍摄盒体中置于预设角度，获取所述腐蚀后金属片的拍摄图片。

013、将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像。

在实施中，为了保证摆设环境的变量可控性以及环境一致性，需要构建一个亮度可控的拍摄盒体，用于将腐蚀后金属片置于该拍摄盒体中进行拍摄。由于该盒体内的亮度条件可控，因此在进行不同时间对不同腐蚀程度的金属片进行拍摄时，都可以通过对亮度的调节使拍摄环境趋于一致，从而避免外部拍摄环境不同对最终金属片腐蚀结果的判定造成影响。

在亮度可控的拍摄盒体构建完成后，需要将腐蚀后金属片在拍摄盒体中置于预设的角度，这里之所以确定预设的角度，是因为如果令腐蚀后金属片正对着拍摄盒体中的工业CCD相机，容易使得腐蚀后金属片的反射光线不能完全被工业CCD相机拍摄，从而影响后期腐蚀结果判断。

在确定了腐蚀后金属片的摆放角度后，对腐蚀后金属片进行拍摄，并获取拍摄图片，但是后期的腐蚀等级判定过程仅需要腐蚀后金属片的拍摄图像，而在拍摄图片中不仅包括了腐蚀后金属片的图像，还包括了腐蚀后金属片背景部分的图像，因此在拍摄图片中，还需要将腐蚀后金属片和拍摄背景进行剥离，防止拍摄背景的颜色对最后的基于颜色的腐蚀等级判断造成影响。

可选的，步骤011中构建的所述亮度可控的拍摄盒体，具体包括：

在所述拍摄盒体的顶部设置有图像获取装置。

在所述拍摄盒体的侧壁设置有LED面光源，所述LED面光源的亮度由滑动变阻器调节。

在实施中，该亮度可控的拍摄盒体包括位于拍摄盒体顶部的图像获取装置1、位于拍摄盒体侧面的LED面光源2。其具体结构如图3所示。其中的图像获取装置1具体为一CCD工业相机，在盒体侧面的LED面光源2则是将两排LED灯嵌入一面能实现漫反射的玻璃中，该玻璃的外表面涂覆有可以完全实现漫反射的薄膜，并且为了实现该LED面光源的亮度调整，在该LED面光源的电路上连接有滑动变阻器，通过调节滑动变阻器的电阻值对其亮度进行调整，以便满足不同条件下对不同亮度的需求。

另外，在该拍摄盒体中，腐蚀后金属片3放置在盒体的底部，经过多次的实验，确定放置腐蚀后金属片的底板需要与处于水平面的盒体底部成10°夹角,这一倾斜的夹角实现反射部分光至镜头中,以便获取正确的腐蚀图像。

可选的，所述将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像即步骤013，包括：

提取所述拍摄图片中的每个像素的灰度值。

将所述每个像素的灰度值与预设阈值进行对比，获取灰度值大于所述阈值的预选像素。

将所述预选像素组合为所述腐蚀后金属片的数字图像。

在实施中，前一步获取到的拍摄图片是包含有腐蚀后金属片和部分背景的，此时提取所述拍摄图片中每个像素的灰度值，接着将提取到的每个像素的灰度值与预设阈值进行对比，将大于预设阈值的灰度值对应的像素定义为预选像素。

这里计算每个像素灰度值时，可以使用如下公式：

$Gray=\frac{R+G+B}{3}$

其中，R为拍摄图片中红色分量值，G为拍摄图片中绿色分量值，B为拍摄图片中蓝色分量值，Gray为求得的灰度值。

在将拍摄图片中所有像素的灰度值均与预设阈值都进行对比后，在拍摄图片中确定所有预选像素构成的图像，将该图像从拍摄图片中提取，存为腐蚀后金属片的数字图像。

可选的，所述根据所述颜色分量数值，确定与所述腐蚀后金属片对应的腐蚀特征值即步骤03，如图4所示，包括：

031、根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值。

032、获取所述金属片的原始色差值。

033、根据所述原始色差值和所述第一色差值，获取腐蚀色差值。

034、根据所述腐蚀色差值确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

或

035、根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值。

036、根据所述第一色差值结合预设的腐蚀标准色板，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

在实施中，在获取腐蚀后金属片的数字图像后，还需要提取该数字图像的颜色分量数值，以便于根据颜色分量数值确定该数值图像的色差值。

这里的颜色分量数值其实就是数字图像中每个像素的红red、绿green、蓝blue的三原色分量R、G、B。基于每个像素的上述三原色分量，确定该图像的色差值，以便于最终根据图像的色差值确定图像中腐蚀后金属片的腐蚀程度。

根据结合对象的不同，这里分为两种处理方式，分别为(1)结合金属片腐蚀前情况和(2)腐蚀标准色板进行处理。

当为(1)结合金属片腐蚀前的情况：

在获取腐蚀后金属片的第一色差值后，需要获取该金属片在腐蚀前的色差值，之后根据腐蚀后的第一色差值和腐蚀前的原始色差值获取腐蚀色差值，最终根据该腐蚀色差值确定腐蚀后金属片的腐蚀等级。

当为(2)结合腐蚀标准色板的情况：

在结合腐蚀标准色板时，具体通过非腐蚀色板，以及不同腐蚀等级对应的腐蚀色板，以便于将腐蚀后金属片的图像与不同等级的腐蚀色板进行比较确认该腐蚀后金属片的腐蚀等级。

在这里仅需要从腐蚀匹配关系中提取未腐蚀色板的色差值，并求得腐蚀后金属片的数字图像的色差值ΔE与其的平均值，将该平均值作为腐蚀特征值。

假设未腐蚀色板的色差值为0，而该腐蚀后金属片的数字图像的色差值ΔE的数值为0.8，因此二者的平均值为0.4。由于不同的腐蚀等级对应不同的色差值区间，参考表1中平均值所处的数值区间，就能够确认该腐蚀后金属片所处的腐蚀等级。

数值区间	腐蚀等级
		0～0.5	1-a
0.6～1	1-b
		1.1～1.5	1-c
1.6～2	2-a
		2.1～2.5	2-b
2.5～3	2-c

表1 平均值对腐蚀等级的对应关系

通过上述两种不同方式的处理，均可以得到腐蚀后金属片对应的腐蚀等级，从而便于根据腐蚀等级来确定液体燃料具有的腐蚀性。

可选的，所述获取所述金属片的原始色差值，即步骤032，包括：

在将所述金属片放入所述液体燃料前，对所述金属片的表面进行打磨，获取打磨后金属片的第一数字图像。

提取所述第一数字图像的颜色分量数值，根据所述颜色分量数值通过第一公式获取原始色差值。

在实施中，为了得到需要的金属片的原始色差值，在将该金属片放置在液体燃料中腐蚀前，首先进行打磨，将该金属片的表面打磨均匀，使其具有一直的表面光泽。

其次，按前文所示的方式，在相同的拍摄环境下获取打磨后金属片的第一数字图像，进而通过提取颜色分量数值的凡是获取原始色差值。

通过上述方式，能够获取较为准确的原始色差值，从而在一定程度上保证最终得到液体燃料腐蚀性的准确性。

可选的，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值即步骤031，具体包括：

将所述颜色分量数值带入公式(1)中，得到所述数字图像的色差值ΔE，

$\mathrm{\Δ}E=k\sqrt{\[2+\frac{r}{256}\]{\mathrm{\ΔR}}^2+4{\mathrm{\ΔG}}^2+\[2+\frac{255-r}{256}\]{\mathrm{\ΔB}}^2}---\left(1\right)$

其中，k为归一化系数，ΔR为三原色中红色分量值，ΔG为三原色中绿色分量值，ΔB为三原色中蓝色分量值，r为三原色中红色分量值平均值。

在实施中，在上述公式(1)中，在未腐蚀色板上确定与腐蚀后金属片的数字图像中每个像素位置对应像素的R、G、B颜色分量数值，并对应每个颜色分量做差，得到颜色分量差值ΔR、ΔG、ΔB。r为腐蚀后金属片的数字图像中所有像素红色分量的平均值。在公式(1)中代入上述所有像素，从而得到腐蚀后金属片的数字图像的色差值。

优选的，如果该数字图像的分辨率过高，那么获取该数字图像中所有像素的三原色分量平均值的步骤会极大地耗费数字图像处理芯片的处理能力，进而延长处理时间，为此，还提出另一种色差值ΔE的获取方法，如下：

步骤一，在腐蚀后金属片的数字图像中，提取九个参考像素，该九个参考像素以九宫格的方式排列。

步骤二，计算九个参考像素与未腐蚀色板中相同位置像素的颜色分量差值。

步骤三，将获取到的颜色分量差值以及该九个参考像素红色分量平均值代入公式(1)，获取腐蚀后金属片的数字图像的色差值。

由于腐蚀后金属片本身的颜色较为一致，因此，在腐蚀后金属片的数字图像中提取平均分布的若干个参考像素，并基于该参考像素进行数字图像色差值的运算，能够在保证腐蚀后金属片腐蚀等级有效的基础上，极大的降低因计算数字图像全像素三原色分量对数字图像处理芯片的处理压力，提高了数字图像处理芯片的处理效率，降低了腐蚀后金属片等级确认的等待时间。

本实施例中提出一种金属片腐蚀的结果检测方法，获取腐蚀后金属片的数字图像，提取所述数字图像中的颜色分量数值，根据所述颜色分量数值，确定与所述腐蚀后金属片对应的腐蚀特征值，根据所述腐蚀特征值，结合预设的腐蚀标准，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。相对于现有技术中通过人眼结合腐蚀标准色板确定金属片腐蚀级别的方法，能够避免人眼对色彩感受性不同引起的对腐蚀等级判断的误差，提高了基于颜色对腐蚀液体腐蚀结果判定的准确性。

需要说明的是：上述实施例提供的根据金属片腐蚀的结果检测方法对腐蚀液体的腐蚀性进行确定的实施例，仅作为该结果检测方法在实际应用中的说明，还可以根据实际需要而将上述结果检测方法在其他应用场景中使用，其具体实现过程类似于上述实施例，这里不再赘述。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中得先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法包括：

将金属片在预设温度的液体燃料中放置预设时间后，取出所述金属片，获取腐蚀后金属片的数字图像；

在所述数字图像中选取符合预设条件的腐蚀区域，提取所述腐蚀区域中的颜色分量数值；

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，根据所述腐蚀等级确定所述液体燃料的腐蚀性。

2.根据权利要求1所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述获取腐蚀后金属片的数字图像，包括：

构建亮度可控的拍摄盒体；

将所述腐蚀后金属片在所述拍摄盒体中置于预设角度，获取所述腐蚀后金属片的拍摄图片；

将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像。

3.根据权利要求2所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述亮度可控的拍摄盒体，具体包括：

在所述拍摄盒体的顶部设置有图像获取装置；

在所述拍摄盒体的侧壁设置有LED面光源，所述LED面光源的亮度由滑动变阻器调节。

4.根据权利要求2所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述将所述腐蚀后金属片和拍摄背景进行区分，获取所述腐蚀后金属片的数字图像，包括：

提取所述拍摄图片中的每个像素的灰度值；

将所述每个像素的灰度值与预设阈值进行对比，获取灰度值大于所述阈值的预选像素；

将所述预选像素组合为所述腐蚀后金属片的数字图像。

5.根据权利要求1所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，包括：

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值；

获取所述金属片的原始色差值；

根据所述原始色差值和所述第一色差值，获取腐蚀色差值；

根据所述腐蚀色差值确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

6.根据权利要求1所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级，包括：

根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值；

根据所述第一色差值结合预设的腐蚀标准色板，确定所述腐蚀后金属片的腐蚀等级。

7.根据权利要求5所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述获取所述金属片的原始色差值，包括：

在将所述金属片放入所述液体燃料前，对所述金属片的表面进行打磨，获取打磨后金属片的第一数字图像；

提取所述第一数字图像的颜色分量数值，根据所述颜色分量数值通过第一公式获取原始色差值。

8.根据权利要求1所述的液体燃料腐蚀性检测结果的判定方法，其特征在于，所述根据所述数字图像的颜色分量数值，确定所述腐蚀后金属片的第一色差值，包括：

将所述颜色分量数值带入公式(1)中，得到所述数字图像的色差值ΔE，

$\mathrm{\Δ}E=k\sqrt{\[2+\frac{r}{256}\]{\mathrm{\ΔR}}^2+4{\mathrm{\ΔG}}^2+\[2+\frac{255-r}{256}\]{\mathrm{\ΔB}}^2}---\left(1\right)$

其中，k为归一化系数，ΔR为三原色中红色分量值，ΔG为三原色中绿色分量值，ΔB为三原色中蓝色分量值，r为三原色中红色分量值平均值。