CN105008902B - 用于分析液体介质的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
提供了通过分析化学试验条图像来比色分析液体介质的方法和系统。液体介质可以是工业水体系中的工业水。图像分析软件进行分析。分析结果可以用于诊断工业水体系的化学处理方案。化学试验条夹持器可以用于提高成像过程和/或后续分析的可靠性和可重复性。
Description
技术领域
本公开涉及使用化学试验条和成像装置来分析液体介质中的化学物质。
背景技术
数字成像和通信的进步在过去的十五年中大幅增长。本公开一般涉及数字成像技术,并且特别适用于手持装置例如结合了摄像机的手机。在1998年手机上有摄像机几乎闻所未闻,这种技术昂贵并且当时的分辨率与见于更现代的装置相比很差。随着成像装置和微电子学的进步,现在人们普遍有结合了分辨率相当高的摄像机的手机。尽管现代手机通常用于为家庭和朋友拍摄并分享照片,但这种装置也可以用于其他目的。根据一般的发明构思,一个这样的目的是捕获并可能分析数字图像,用于科学或工业目的。
发明内容
在第一示例性实施方案中,本公开涉及比色测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度的方法。该方法包括提供含有反应区的化学试验条、成像装置和图像分析软件。将化学试验条的反应区暴露于至少一部分液体介质,从而产生暴露后反应区。然后使用成像装置使暴露后反应区成像,从而产生暴露后反应区的数字图像。任选地,可以裁剪该数字图像,从而分离图像的一部分用于分析。至少暴露后反应区的数字图像部分使用图像分析软件进行分析,以测定至少一种化学物质的浓度。图像分析软件分析数字图像的至少一个比色参数以测定在液体介质内的至少一种化学物质的浓度。任选地,输出液体介质的至少一种化学物质的测定浓度,并且可以任选地根据该测定浓度采取行动来实施化学处理。
在第二示例性实施方案中,本公开涉及用于比色测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度的相应系统。该系统包含化学试验条、成像装置和图像分析软件。化学试验条具有适合暴露于液体介质的反应区。在将反应区暴露于液体介质之后成像装置能够产生化学试验条的反应区的数字图像。图像分析软件能够分析反应区的数字图像的至少一个比色参数。图像分析软件还能够基于对至少一个比色参数的分析来测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度。
在第三示例性实施方案中,本公开涉及用于夹持具有至少一个反应区的化学试验条的设备。该设备包含化学试验条夹持器和电池供电的发光二极管。化学试验条夹持器具有开孔,其使得化学试验条能够在由化学试验条夹持器产生的成像室内被显示在给定距离处。电池供电的发光二极管位于成像室内并且在化学试验条夹持器的开孔的后面。电池供电的发光二极管能够从至少一个反应区的后面发光。
附图说明
在阅览以下具体实施方式和附图之后,本公开的各种方面和优势将对相关领域的普通技术人员变得更易于显见,其中:
图1示出使化学试验条的反应区成像的成像装置的示例性实施方案;
图2示出可以用于实施所公开的方法和系统的某些实施方案的化学试验条夹持器的示例性实施方案;
图3示出组装时的图2的示例性实施方案;
图4a示出在图2和3中示出的试验条稳定器的示例性实施方案内部的前视图;以及
图4b示出在图2、3和4a中示出的试验条稳定器的示例性实施方案内部的顶部剖视图(即去除顶壁)。
具体实施方式
尽管涵盖一般发明构思的实施方案可以采取各种形式,但在本公开仅被认为是示例并且无意限于特定实施方案的理解下,各种实施方案在附图中示出并且在下文中描述。
如适用于本公开,“逻辑”(与“电路”同义)包括但不限于硬件、固件、软件和/或每一个的组合以执行一个或更多个功能或一个或更多个动作。例如,基于期望的应用或需要,逻辑可以包括软件控制的微处理器、精密逻辑例如专用集成电路(“ASIC”)或其他编程逻辑器件。在一些情况下,逻辑还可以完全体现为软件。
如适用于本公开,“软件”或“电脑程序”是指一个或更多个电脑可读和/或可执行的指令,其使电脑或其他电子器件执行功能、动作和/或以期望的方式运行。指令可以体现为各种形式,例如包括来自动态链接库的独立应用或代码的例行程序、算法、模块或程序。软件还可以以各种形式例如独立程序、函数调用、servlet、applet、存储在存储器中的指令、一部分操作系统或其他类型的可执行指令来实施。本领域普通技术人员将理解,软件的形式取决于例如期望的应用的要求、执行程序的环境和/或设计人员/程序员的期望等。
如适用于本公开,“电脑”或“处理单元”包括但不限于可以存储、检索和处理数据的任何编程的或可编程电子器件。
如适用于本公开,“工业水”是以某种容量用于工业过程中的水。工业水的非限制性实例包括用于一级工业过程(即制造中间体或产品)或二级工业过程(例如加热或冷却系统)的水,其包括但不限于添加至、通过、循环于、或离开含水冷却系统、锅炉系统、热水系统等的水。
如适用于本公开,“变色”是指变成不同的颜色或相同颜色的不同色调的动作。通过变色,暴露后反应区可以提供对在液体介质中的化学物质的存在和可能地浓度的指示。对于暴露区域,颜色变化表明试验条暴露于液体介质。
在第一示例性实施方案中,本公开涉及比色测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度的方法。该方法包括提供含有反应区的化学试验条、成像装置和图像分析软件。将化学试验条的反应区暴露于至少一部分液体介质,从而产生暴露后反应区。然后使用成像装置使暴露后反应区成像,从而产生暴露后反应区的数字图像。任选地,可以裁剪该数字图像,从而分离图像的一部分用于分析。至少暴露后反应区的数字图像的部分使用图像分析软件分析,以测定至少一种化学物质的浓度。图像分析软件分析数字图像的至少一个比色参数以测定在液体介质内的至少一种化学物质的浓度。任选地,输出所测定的液体介质的至少一种化学物质的浓度,并且可以任选地根据该测定的浓度采取行动来进行化学处理。
在第二示例性实施方案中,本公开涉及用于比色测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度的相应系统。该系统包含化学试验条、成像装置和图像分析软件。化学试验条具有适合暴露于液体介质的反应区。在将反应区暴露于液体介质之后成像装置能够产生化学试验条的反应区的数字图像。图像分析软件能够分析反应区的数字图像的至少一个比色参数。图像分析软件还能够基于对至少一个比色参数的分析来测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度。
在第三示例性实施方案中,本公开涉及用于夹持具有至少一个反应区的化学试验条的设备。该设备包含化学试验条夹持器和电池供电的发光二极管。化学试验条夹持器具有开孔,其使得化学试验条能够在由化学试验条夹持器产生的成像室内被显示在给定距离处。电池供电的发光二极管位于成像室内并且在化学试验条夹持器开孔的后面。电池供电的发光二极管能够从至少一个反应区的后面发光。
在所公开的方法和系统的某些示例性实施方案中,在液体介质中的溶解化学物质的浓度通过数字图像分析来测定。在某些其他示例性实施方案中,基于数字图像分析自动推荐保持工业水体系高效运作的行动计划。在某些示例性实施方案中,推荐的行动计划是继续进行相同的化学处理方案。在推荐行动计划的实施方案中,决定行动计划除了测定化学物质浓度外可能仅需要一个另外的步骤。换言之,在一些示例性实施方案中,行动计划可以仅基于所测定的工业水中溶解化学物质的存在或浓度来决定。
前述化学试验条通常用于测定在各种液体介质中任一种之内的一种或更多种化学物质的浓度。如适用于本文所公开的示例性实施方案中,“液体介质”是指任何包含液体的物质(例如包括浆料),其可以在物质的液体部分内包含可溶或可混溶的物质。为了测定一种或更多种化学物质的浓度,必须将化学试验条上的反应区暴露于至少一部分液体介质。在某些示例性实施方案中,液体介质是水,所述水可以是工业水。
在某些示例性实施方案中,将化学试验条的反应区暴露于(例如浸入)从工业过程中取出的液体介质的样品。在某些示例性实施方案中,将化学试验条的反应区暴露于在工业过程内活跃的液体介质。
化学试验条的某些示例性实施方案具有至少一个反应区,其在暴露于特定化学物质后变色。化学试验条的某些其他示例性实施方案具有至少一个改变颜色色泽(即颜色强度)的反应区。在某些示例性实施方案中,化学试验条可以测试存在于液体介质中的可溶杂质的存在或浓度。在某些示例性实施方案中,化学试验条可以测试液体介质中的可溶性处理化学品的存在或浓度。化学试验条的非限制性实例包括能够测试溶解钙的存在或浓度、酸度(即pH)、总硬度浓度、氯化物浓度、总残留氯化物、游离氯化物残留、正磷酸盐、m-碱和p-碱的那些。在某些示例性实施方案中,化学试验条能够测定一种或更多种处理化学品的存在和/或浓度。这种化学试验条的非限制性实例包括测试腐蚀抑制剂、分散聚合物、生物杀灭剂及其组合的存在和/或浓度的那些。
腐蚀抑制剂的非限制性实例包括芳族唑类(例如三唑和芳族(硫代)(三)唑类)。芳族唑类的非限制性实例包括巯基苯并噻唑(“MBT”)、苯并三唑(“BT”)、丁基苯并三唑(“BBT”)、甲苯基三唑(“TT”)、萘酚三唑(“NTA”)和相关化合物。
如适用于本公开,“分散聚合物”表示分散在包含一种或更多种无机盐的水性连续相中的水溶性聚合物。在分散聚合过程中,单体和引发剂两者均可溶于聚合介质,但该介质对所产生的聚合物来说是不良溶剂。因此,反应混合物在开始时是均质的,并且聚合反应在均质溶液中被引发。根据介质对所产生的低聚物或大自由基和大分子的溶解能力,在早期阶段发生相分离,导致被称为“前体”的初级颗粒的成核和形成。前体通过吸附稳定剂而以胶态稳定。据信颗粒通过聚合介质和/或单体而溶胀,导致形成尺寸在约0.1至10微米的区间中的球形颗粒。分散聚合物的非限制性实例包括Hurlock的美国专利第6,265,477号列出和/或限定的那些,其公开内容整体并入本文。
生物杀灭剂的非限制性实例包括氧化性生物杀灭剂、非氧化性生物杀灭剂或物理生物杀灭剂。物理生物杀灭剂可以包括例如蒸汽灭菌或紫外辐射。氧化性生物杀灭剂包括但不限于稳定化的氧化剂和卤化氧化剂,其可以包括氯漂白剂;氯;溴;碘;能够释放氯、溴和/或碘的物质;无机过氧化物;有机过氧化物;二氧化氯;环氧乙烷;臭氧;氯胺化合物;其前体及其组合。非氧化性生物杀灭剂包括但不限于季铵化合物;戊二醛;异噻唑啉;2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺;2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇;1-溴-1-(溴甲基)-1,3-丙烷二甲腈;四氯间苯二甲腈;烷基二甲基苄基氯化铵;二甲基二烷基氯化铵;二癸基二甲基氯化铵;聚(氧乙烯(二甲基亚氨基)乙烯(二甲基亚氨基)乙烯二氯化物;亚甲基二硫代氰酸酯;2-癸基硫代乙胺;四羟基甲基硫酸鏻;二硫代氨基甲酸酯;氰基二硫代亚氨基碳酸酯;2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇;2-(2-溴-2-硝基乙烯基)呋喃;β-溴-β-硝基苯乙烯;β-硝基苯乙烯;β-硝基乙烯基呋喃;2-溴-2-溴甲基戊二腈,双(三氯甲基)砜;S-(2-羟丙基)硫代甲基磺酸酯;四氢-3,5-二甲基-2H-1,3,5-肼-2-硫酮;2-(硫代氰甲基硫代)苯并噻唑;2-溴-4′-羟基苯乙酮;1,4-双(溴乙酰氧基)-2-丁烯;二(三丁基锡)氧化物;2-(叔丁氨基)-4-氯-6-(乙氨基)均三嗪;乙酸十二烷基胍;盐酸十二烷基胍;椰油基烷基二甲胺氧化物;正椰油基烷基三亚甲基二胺;四烷基氯化鏻;7-氧杂二环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸;4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮;5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮;2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮;其前体;及其组合。
由于化学试验条可以用于测试不存在于所测试的液体介质中的化学物质,因而具有对将化学试验条实际暴露于待测液体介质的确定指示通常是重要或有益的。对于这种情况,化学试验条可以包括“暴露区域”,其为当暴露于已知液体介质(通常是水)时如前文所定义地变色的区域。化学试验条的某些示例性实施方案可以使用暴露区域以指示是否将化学试验条暴露于特定液体介质。
化学试验条的某些示例性实施方案包括“标准区域”,其为在化学试验条上的与化学试验条上相应未暴露反应区的颜色相同的区域。标准区域给出经暴露反应区的颜色变化的参考点,因为标准区域在暴露于特定化学物质后不变色。
在化学试验条的某些示例性实施方案中,至少一种化学物质的存在或浓度通过在化学试验条上的多个暴露后反应区来测定。在某些示例性实施方案中,多个暴露后反应区提供与在液体介质内的独立物质的浓度相关的信息。例如,具有多个反应区的化学试验条的每一个反应区可以具有一定的浓度阈值,必须达到该阈值以使任何特定反应区变色。
在某些示例性实施方案中,多个暴露后反应区提供与在液体介质内的多个独立化学物质的存在或浓度相关的信息。例如,两种化学物质通常可以一起存在于特定液体介质中。化学试验条可以具有两个反应区,每个反应区用于两种化学物质中的各自一种,使得反应区各自变色以指示化学物质各自的浓度。
在某些示例性实施方案中,至少一个反应区的数字图像或相似记录使用成像装置产生。在某些示例性实施方案中,成像装置是手持装置。在某些示例性实施方案中,手持装置重不超过1磅。在某些示例性实施方案中,数字图像的产生使用任何类型的数字摄像机以典型方式进行。在某些示例性实施方案中,数字摄像机是手持数字摄像机。在某些示例性实施方案中,数字摄像机结合到或以另外方式可操作地附接至移动装置(例如手机、平板电脑、媒体播放器等)。在某些示例性实施方案中,数字摄像机结合到或以另外方式可操作地连接至平板装置。在某些示例性实施方案中,数字摄像机并入或以另外方式可操作地连接至电脑。在某些示例性实施方案中,电脑是台式电脑。在某些示例性实施方案中,电脑是笔记本电脑。
在某些示例性实施方案中,图像分析软件已结合到成像装置中(例如通过成像装置执行)。在某些示例性实施方案中,图像分析软件从远离成像装置的位置访问。在某些示例性实施方案中,图像分析软件可以部分并入成像装置并且部分地从远离成像装置的位置访问。在某些示例性实施方案中,图像通过网络例如蜂窝网络或互联网络传输。对于一些示例性实施方案,图像分析软件可以包括在移动设备上呈“应用程序”等形式的用户界面。在某些示例性实施方案中,应用程序可以执行一个或更多个以下功能:启用数据存储和/或其分析、上传数据和/或其分析至中央服务器或其他指定位置、提供数据的“地理标记”和/或其分析以及推荐行动计划(如本文所述)。在某些示例性实施方案中,应用程序可以生成报告,其显示、描述和/或汇总数据和/或其分析。在某些示例性实施方案中,应用程序可以执行和报告与数据和/或其分析相关的统计分析计算。
如前文所讨论,数据分析软件用于分析化学试验条的至少一个反应区的图像。例如,图像分析软件可以计算与图像的各个独立像素相关的值。在某些示例性实施方案中,图像分析软件在数字图像产生后自动分析该数字图像。换言之,一旦图像产生后,软件在没有任何进一步的用户输入或操作的情况下分析图像。例如,这样的示例性实施方案可以通过安装在或以另外方式接触移动装置、平板装置、电脑、数字摄像机或使用合适的逻辑的任何其他设备的“应用程序”等来进行。
在某些示例性实施方案中,任选地裁剪数字图像以分离至少一个反应区的数字图像的特别有代表性的部分,即,至少一个反应区的最可能指示待测化学物质的浓度的部分。裁剪可能是必要的,这取决于至少一个反应区不一致地暴露于液体介质或其部分,或可能出于与所使用的化学试验条的品质有关的原因。在某些示例性实施方案中,“手工”(即由人使用数字成像装置或其他计算装置)进行裁剪。在某些示例性实施方案中,通过数字分析软件自动进行裁剪。
在某些示例性实施方案中,图像分析软件分析化学试验条的反应区的至少一个比色参数。例如,所述至少一个比色参数可以选自:色泽、色值、颜色强度(色调)、亮度、对比度及其组合。这种测量使得能够可靠地测定在液体介质内的至少一种化学物质的浓度。
图像分析软件通过计算与比色参数相关的至少一个值来分析数字图像的至少一个比色参数,其中所述至少一个值对应于在液体介质中的至少一种化学物质的浓度。
在某些示例性实施方案中,可以通过图像分析软件如下进行分析。当产生数字图像时,成像装置将图像的各个像素编码成数字文件。随后可以通过访问数字文件将数字图像显示在显示器或屏幕上。可以在数学上操作数字文件的代码,其中这样的操作可以提供(与代码相比)通常更有意义的信息,其对应于若干比色参数中的任何一个或更多个。对于色值,可以使用坐标系在数学上描述任何事物包括数字图像或其一部分的颜色。在某些示例性实施方案中,坐标系包含红、绿和蓝值。在某些示例性实施方案中,该分析通过对图像或其一部分的代码的数学操作来计算红值、绿值和蓝值,由此这些值中的一个或更多个用于在数学上测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度(和任选地推荐行动计划)。在某些示例性实施方案中,分析像素代码以获得亮度,根据对图像或其一部分的代码的分析(数学操作)计算亮度值。在某些示例性实施方案中,分析颜色和亮度值的组合。在某些示例性实施方案中,所计算的值提供与至少一个比色参数相关的有标准单位的数据。例如,一组所计算的色值可以形成在Lab颜色空间中的坐标。本领域一个普通技术人员将理解可以使用任何合适的算法用于进行前述图像分析。
对于具有多个区的实施方案(反应区和/或标准区和/或暴露区),应当产生各个区域的图像并且使用图像分析软件比较或对比。在某些示例性实施方案中,比较或对比涉及执行数学函数来操作若干数字图像的数据以提供用户寻求的信息。比较或对比可以根据要做的分析来求得与一个或更多个数字图像相关的数据的总和或平均值。
除了至少一个反应区外还包括至少一个标准区的化学试验条的使用允许主动标准化,即通过数字对比两个数字图像或相同数字图像的两个不同部分来比色分析:一个为标准区,另一个为反应区。主动标准化提供数字(即在数学上)测定反应区的比色变化量从而测定化学物质的浓度的方式。在某些示例性实施方案中,图像分析软件进行主动标准化。
在某些示例性实施方案中,收集的数据可以指示应采取某个行动或某组行动以保持或改善工业水体系。在某些示例性实施方案中,这样的行动可以只是推荐的行动计划。在某些示例性实施方案中,用户可以根据推荐的行动计划采取行动以保持或改善工业水体系,其中推荐的行动计划涉及对工业水体系做出运行修改和/或化学处理修改。运行修改的非限制性实例可以包括改变与受控、工艺相关(相对于处理相关)的物理参数有关的设定点(例如温度设定点、压力设定点、流速设定点等,其进而可以操作过程相关的设备);操作过程相关的设备(例如,改变泵和/或搅拌器的速度,和/或阀位置等,其明确包括进行排污);重新获得补给水;及其组合。化学行动的非限制性实例可以包括如本文进一步所描述的使用或改变化学处理方案。这些建议或行动可以通过分析收集的数据与分析中的已知过程参数来确定。
在某些示例性实施方案中,图像分析软件自动执行或以另外方式辅助关于确定、实施和/或修改对工业水体系的化学处理方案的另外的功能。在某些示例性实施方案中,图像分析软件将至少一个值输入至第二软件包,其确定对工业水体系的化学处理方案。修改化学处理方案的非限制性实例可以包括改变处理化学品的注射速率、改变处理化学品的浓度设定点、改变处理化学品、推荐新的处理化学品及其组合。在另外的示例性实施方案中,图像分析软件输出信息使得用户可以确定对工业水体系的化学处理方案。
在某些示例性实施方案中,数据可以被输出或以另外方式传输至输出装置。如本文所使用,术语“数据”是指任何原始数据、计算值、图像、推荐的化学处理方案或其组合。在某些示例性实施方案中,数据被输出至电子显示器,例如某种监视器或屏幕,其包括但不限于手持或以另外方式的便携装置的显示器。在某些示例性实施方案中,数据被输出至数据存储器或类似的外围装置。在某些示例性实施方案中,数据被输出至数据库用于历史或将来的参考。在某些示例性实施方案中,数据被输出至打印机或类似的外围设备。
在公开方法的某些示例性实施方案中,所述方法使用至少一个光源。在某些示例性实施方案中,第一光源从后面(即没有面向成像装置的一侧)照亮化学试验条。在某些示例性实施方案中,第一光源为LED。在某些示例性实施方案中,第二光源从前面(即面向成像装置的一侧)照亮化学试验条。在某些示例性实施方案,第二光源为LED。在某些示例性实施方案中,第二光源是成像装置的内置闪光灯。在某些示例性实施方案中,至少一个LED是闪光LED。
虽然本文公开的示例性方法可以仅使用化学试验条和成像装置就能够可靠实施,但在某些其他示例性实施方案中,该方法还使用化学试验条夹持器在至少一个反应区的成像期间夹持化学试验条。该化学试验条夹持器可以解决与方法的可靠性和可重复性相关的问题。虽然不希望被任何理论束缚,但据信当图像以一致均匀的方式在一致均匀的照明和在化学试验条与成像装置之间的一致均匀的距离下产生时(其中以相同的方式一致地暴露多个化学试验条的反应区),对多个图像多次实践本公开方法的可靠性和可重复性是最佳的。尽管化学试验条夹持器没有解决暴露于液体介质的一致性,但其试图解决与成像相关的一致性问题。
参照附图,图1示出了使化学试验条的反应区(其可以是暴露后反应区)成像的成像装置的一个示例性实施方案。在图1中所示的示例性实施方案涉及用于比色测定在液体介质中的至少一种化学物质的浓度的系统。具有反应区310的化学试验条300已经被暴露于液体介质(未示出)。反应区310通过成像装置10成像,该成像装置10包含致动器11、镜头12和任选的内置闪光灯13)。图像分析软件20可操作地连接至成像装置10。图像分析软件20在图1中示出为以虚线连接至成像装置10。虚线用于表示该成像装置10和图像分析软件可以以任何合适的方式连接或以另外方式通过界面连接。例如,图像分析软件20可以嵌入成像装置10的逻辑。作为另一实例,图像分析软件20可以远程地位于另一处理单元(未示出)处。作为又一实例,图像分析软件20可以部分地位于成像装置10上并且部分地位于远程处理单元(未示出)上。虽然图1的成像装置10看来采取了手持摄像机的形式,但重要的是注意到,如本文所讨论,成像装置10可以是能够产生适合比色分析的数字图像的任何装置。
图2示出了化学试验条夹持器1的一个示例性实施方案。化学试验条夹持器1产生成像室240(图4a),其在反应区310(图1)的成像期间提供了在成像装置10(图1)与化学试验条300之间的照明和距离的一致性。虽然示出两件式实施方案,但本领域那些技术人员将容易地认识到,如果具有相同镜头-闪光灯配置的单个成像装置或多个成像装置用于反复实践该方法,化学试验条夹持器1可以仅需要一个部件来执行示出的实施方案的功能。化学试验条夹持器1的另一示例性实施方案可以具有一个大开孔用于镜头和闪光灯二者,其中大开孔可以用成像装置本身关闭,以控制成像室240内的照明。此外,在某些示例性实施方案中,化学试验条夹持器1可以由多于两个部件构成。一般的发明构思考虑到这种实施方案。
在某些示例性实施方案中,化学试验条夹持器1包含至少两个不同部件,其能够可拆卸地互相附接。在某些示例性实施方案中,化学试验条夹持器1的第一部件是成像装置适配器100,其可以适应可以具有在不同位置的镜头的若干不同类型的成像装置。在使用化学试验条夹持器1的那些示例性实施方案中,化学试验条夹持器1可以包含一系列圆孔120,其允许潜在的摄像机和LED位置。在某些示例性实施方案中,成像装置适配器100另外能够可操作地附接至如本文进一步所述的第二部件。在某些示例性实施方案中,成像装置适配器100包含矩形槽110用于安装作为化学试验条夹持器1的第二部件的试验条稳定器200以产生包封,其允许化学试验条300的反应区更均一地成像,从而允许多个图像和化学试验条的更好的可重复性。
转至图3,图3示出了对于在图2中所示的两件式实施方案,在成像装置适配器100上的位置处互相附接的成像装置适配器100和试验条稳定器200。
图4a和4b进一步示出试验条稳定器200。某些示例性实施方案中,试验条稳定器200是形成成像室240并且一侧基本敞开的盒形装置。当两个部件互相附接时,基本敞开侧被成像装置适配器100覆盖。在某些示例性实施方案中,试验条稳定器200可以包含与成像装置适配器100的矩形槽110(当存在时)接界的矩形延伸件210。
在某些示例性实施方案中,试验条稳定器200包含至少一个试验条显示狭缝260。在某些示例性实施方案中,各个试验条显示狭缝260通过门220打开和关闭。在某些示例性实施方案中,门220是滑动面板。距离“d”表示在成像装置适配器100和化学试验条300之间的距离。据信在成像期间距离“d”和照明的一致性提供了在发明方法和系统中可靠性和可重复性的改进。
在某些示例性实施方案中,试验条稳定器200的后侧包括允许前述经由第一光源的后照明的孔,或后侧可以包括具有内置光源的实体壁,其中任一个可以作为图4a的物体250示出(注:在图4b中的物体250示出内置光源的选项)。在某些示例性实施方案中,内置光源(当使用时)是内置LED。换言之,内置LED(当存在时)将是第一光源。这种内置LED可以是电池供电的,并且还可以包括通断开关。
任何本文所提及的专利在此通过引用并入本文,无论是否在本公开的正文内特别地如此做。
关于在本说明书或权利要求书中使用术语“包括”,其旨在以相似于术语“包含”如该术语当在权利要求中用作连接词时被解读的方式是包容性的。此外,至使用术语“或”的程度(例如A或B),其旨在表示“A或B或A和B两者”。当申请人旨在表示“仅A或B而不是两者”时,那么将使用术语“仅A或B而不是两者”。因此,本文中术语“或”的使用是包容性的,而不是排他用法。参见Bryan A.Garner,现代法律用语词典624(A Dictionary of ModernLegal Usage)(第2版,1995)。此外,至在本说明书或权利要求书中使用术语“中”或“至...中”的程度,其旨在另外表示“上”或“至...上”。此外,关于在本说明书或权利要求书中使用术语“连接”,其旨在不仅表示“直接连接至”,而且表示“间接连接至”,例如通过另外的一个组件或多个组件连接。在本公开中,无数量词应理解为包括单数和复数两者。反之,任何对复数项目的指称应在适当处包括单数。
本文公开的所有范围和参数应理解为包括任何和所有其中认定和包含的子范围,以及在端点之间的每个数。例如,所述范围“1至10”应被认为包括在最小值1和最大值10之间(并且包括最小值1和最大值10)的任何和所有子范围;即,以最小值1或更大开始(例如1至6.1)并且以最大值10或更小结束(例如2.3至9.4,3至8、4至7)的所有子范围,最后是被包含在该范围内的每一个数1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。
已通过描述其各种示例性实施方案而至少部分地示出了一般的发明构思。尽管这些示例性实施方案已相当详细地描述,但申请人无意将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于这种细节。此外,各种发明构思可以相互组合使用(例如第一、第二、第三、第四等示例性实施方案中的一个或更多个可以相互组合使用)。此外,任何如与特定公开实施方案相关而列举的特定要素应当解读为可用于所有公开的实施方案,除非特定要素的引入将与实施方案的明确条款相矛盾。另外的优势和修改对本领域技术人员而言是容易显见的。因此,本公开在其更广泛的方面不限于其中提供的特定细节、代表性设备或示出和描述的说明性实例。因此,可以偏离这样的细节而不偏离一般发明构思的精神或范围。
Claims (14)
1.一种比色测定在工业水中的至少一种化学物质的浓度的方法,所述方法包括:
使化学试验条的反应区暴露于至少一部分所述工业水,从而产生暴露后反应区;
使用成像装置使所述暴露后反应区成像,从而产生所述暴露后反应区的数字图像,在从后面照亮所述化学试验条的同时进行所述成像;
任选地裁剪所述暴露后反应区的数字图像以分离所述数字图像的一部分用于分析;
使用图像分析软件分析所述暴露后反应区的数字图像的至少所述部分的至少一个比色参数,以测定所述至少一种化学物质的浓度;以及
任选地输出所测定的所述工业水的所述至少一种化学物质的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括基于所测定的浓度采取行动。
3.根据权利要求1或2所述的方法,还包括基于所述暴露后反应区的所述数字图像的分析自动推荐行动计划以保持工业水体系的有效运作。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述行动计划包括对化学处理方案的实施和修改中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其中将所述图像分析软件结合到所述成像装置中。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述图像分析软件从远离所述成像装置的位置访问。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述数字图像通过网络传输。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种化学物质的浓度通过所述暴露后反应区的变色来测定。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种化学物质的浓度通过在所述化学试验条上的多个暴露后反应区来测定。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一个比色参数选自:色泽、色值、颜色强度、亮度、对比度及其组合。
11.根据权利要求1所述的方法,还包括在所述暴露后反应区的成像期间使用化学试验条夹持器来夹持所述化学试验条。
12.一种用于比色测定在工业水中的至少一种化学物质的浓度的系统,所述系统包含:
具有反应区的化学试验条,所述反应区可操作为在存在于所述工业水中的所述至少一种化学物质的存在下变色;
成像装置,其在所述反应区已暴露于所述工业水之后能够产生所述化学试验条的所述反应区的数字图像;
图像分析软件,其能够分析所述反应区的所述数字图像的至少一个比色参数并且基于对所述至少一个比色参数的分析来测定在所述工业水中的所述至少一种化学物质的浓度;
化学试验条夹持器,其在所述反应区的所述数字图像的产生期间夹持所述化学试验条;以及
光源,其能够在产生所述数字图像的同时从后面照亮所述化学试验条。
13.根据权利要求12所述的系统,其中所述至少一个比色参数选自:色泽、色值、颜色强度、亮度、对比度及其组合。
14.根据权利要求12所述的系统,其中所述成像装置是具有不大于1磅的重量的手持装置。
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