CN108037118A - 一种基于纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法，具体涉及一种基于机器视觉和纸芯片的溶液中特定物质浓度的检测方法；该方法首先建立“溶液浓度—灰度值”曲线图，然后建立“光照强度—系数”曲线图，最后建立“光照强度—溶液浓度—灰度值”曲面图；配制未知浓度的溶液，测量光照强度，并在纸芯片上反应之后，进行图像采集；根据“光照强度‑溶液浓度‑灰度值”曲面图，计算该溶液中特定物质的浓度。本发明不仅提供了一种新的溶液浓度中特定物质测定方法，采用机器视觉方法，间接测量待检测溶液中物质的含量的方法，精度高，操作方便，便于普及，因此还具有测量速度快的优势。

Description

一种基于纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法

技术领域：

本发明属于溶液浓度测量领域，具体涉及一种基于机器视觉和纸芯片的溶液中特定物质浓度的检测方法。

背景技术：

目前，纸芯片在环境检测，临床医疗诊断，食品质量监控等方面有着广泛的应用，纸芯片检测速度快，价格便宜，且易操作。但是，传统的纸芯片检测是基于比色法来确定溶液中特定物质的浓度，主观性强，并不能定量分析溶液浓度。

发明内容：

现有技术不能满足人们的需要，为弥补现有技术不足，本发明旨在提供一种基于机器视觉纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法，采用机器视觉手段，间接定量测量待检液浓度，操作方便，便于普及。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种基于机器视觉纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法,包括以下步骤：

步骤一、在相同光照强度条件下，建立待检测溶液浓度曲线；

在光照强度不变的条件下，分别取10份不同浓度梯度(浓度已知)的待测溶液，在纸芯片上反应后，可以得到不同灰度值的相同颜色。对纸芯片进行图像采集，然后对图片中纸芯片的反应区域进行颜色提取，并计算相应的灰度值。采用最小二乘法，得到相应的系数，绘制“溶液浓度—灰度值”图；

步骤二、在溶液浓度相同的条件下，建立待检测溶液光照强度曲线；

对步骤一中的10份已经反应的纸芯片，以相同的梯度大小改变光照强度，建立待检测溶液光照强度曲线。重复步骤一，得到10组“溶液浓度—灰度值”系数。对这些系数再用最小二乘法，得到“光照强度—系数”曲线图；

步骤三、根据上述的数据，建立“光照强度—溶液浓度—灰度值”曲面图；

步骤四、计算待检测溶液中特定物质的浓度

配制未知浓度的溶液，测量光照强度，并在纸芯片上经过反应之后，进行图像采集；对图片进行颜色提取，并计算相应的灰度值。根据该灰度值和光照强度，对照步骤三中得到的“光照强度-溶液浓度-灰度值”曲面图，计算该溶液中特定物质的浓度。

由于本发明基于纸芯片的定量检测溶液中特定物质浓度的方法首先建立待测溶液含量测定曲面图，再通对未知浓度的溶液反应过的图像灰度值与特定物质含量测定曲面的对应关系，得到待测溶液中特定物质的浓度；本发明不仅提供了一种新的基于机器视觉纸芯片的溶液浓度测量的方法，而且采用机器视觉手段，间接测量待检测溶液中物质的含量的方法，操作方便，便于普及，因此还具有测量速度快的优势。

附图说明：

图1是本发明一种基于机器视觉纸芯片的溶液中特定物质浓度测量的方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

本发明采用机器视觉手段对溶液中特定物质的浓度进行定量分析。其方法是：首先建立“溶液浓度—灰度值”曲线图，然后建立“光照强度—系数”曲线图，最后建立“光照强度—溶液浓度—灰度值”曲面图；配制未知浓度的溶液，测量光照强度，并在纸芯片上反应之后，进行图像采集；根据“光照强度-溶液浓度-灰度值”曲面图，从而达到计算该溶液中特定物质的浓度的目的。

请参阅图1，本发明实施例中，一种基于机器视觉纸芯片的溶液中特定物质浓度的检测方法，包括以下步骤

步骤一、在相同光照强度条件下，建立待检测溶液浓度曲线；

在光照强度不变的条件下，分别取10份不同浓度梯度(浓度已知)的待测溶液，经过在纸芯片上的反应后，可以得到不同灰度值的相同颜色。对纸芯片进行图像采集，然后对图片中纸芯片的反应区域进行颜色提取，并计算相应的灰度值。采用最小二乘法，得到相应的系数，绘制“溶液浓度—灰度值”图；

步骤二、在溶液浓度相同的条件下，建立待检测溶液光照强度曲线；

对步骤一中的10份已经反应的纸芯片，以相同的梯度大小改变光照强度，建立待检测溶液光照强度曲线。重复步骤一，得到10组“溶液浓度-灰度值”系数。对这些系数再用最小二乘法，得到“光照强度—系数”曲线图；

步骤三、根据上述的数据，建立“光照强度—溶液浓度—灰度值”曲面图；

步骤四、计算待检测溶液中特定物质的浓度

配制未知浓度的溶液，测量光照强度，并在纸芯片上经过反应之后，进行图像采集；对图片进行颜色提取，并计算相应的灰度值。根据该灰度值和光照强度，对照步骤三中得到的“光照强度-溶液浓度-灰度值”曲面图，计算该溶液中特定物质的浓度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于纸芯片的溶液浓度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在相同光照强度条件下，建立待检测溶液浓度曲线

在光照强度不变的条件下，分别取10份不同浓度梯度(浓度已知)的待测溶液，经过在纸芯片上的反应后，可以得到不同灰度值的相同颜色；对纸芯片进行图像采集，然后对图片中纸芯片的反应区域进行颜色提取，并计算相应的灰度值；采用最小二乘法，得到相应的系数，绘制“溶液浓度—灰度值”图；

步骤二、在溶液浓度相同的条件下，建立待检测溶液光照强度曲线

对步骤一中的10份已经反应的纸芯片，以相同的梯度大小改变光照强度，建立待检测溶液光照强度曲线。重复步骤一，得到10组“溶液浓度-灰度值”系数。对这些系数再用最小二乘法，得到“光照强度—系数”曲线图；

步骤三、根据上述的数据，建立“光照强度—溶液浓度—灰度值”曲面图；

步骤四、计算待检测溶液中特定物质的浓度

配制未知浓度的溶液，测量光照强度，并在纸芯片上经过反应之后，进行图像采集；对图片进行颜色提取，并计算相应的灰度值。根据该灰度值和光照强度，对照步骤一中得到的“光照强度-溶液浓度-灰度值”曲面图，计算该溶液中特定物质的浓度。