CN111257186A - 渗流体积的测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种渗流体积的测量方法及装置，该渗流体积的测量方法包括以下步骤：获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内初始液位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透明直管内的当前液位的第二弯月面图案；利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。本发明采用实时图像摄录与识别方法确定渗流流体体积，可应用于渗流实验中渗流量在5μL/d～6mL/min的准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及渗流实验技术领域，尤其涉及一种渗流体积的测量方法及装置。
背景技术
渗透系数是表征流体在多孔介质中渗透性的主要参数，广泛应用于水文地质、工程地质等领域。渗透系数可按如下公式计算：
其中，K为渗透系数，cm/s；t为测定时间，s；V为时间t内的渗流量，cm3；A 为试样的有效渗透面积，cm2；h为试验压差下，试样的厚度，cm；ΔP为试验压力， 以水柱高度计，cm(按1KPa相当于10cm水柱折算)；η为流体的粘滞系数比，
其中，ηT为T(℃)时流体的粘滞系数，kPa·s；η20为20℃时流体的粘滞系数，kPa·s； T为实验温度，℃。
渗透系数可通过恒温渗流实验测量。在渗透介质A、h一定时，需要测量V、ΔP 和t三个物理量。为实现渗透系数自动测量，需要自动采集V、ΔP和t的实时数据， ΔP和t的自动采集已很成熟；现有技术中V的自动测量主要有：(1)重量法，如采 用电子天平称量法进行连续渗流体积的自动计量；(2)传感器法，如采用压力传感器 测量液位高度；或采用流量计和流量传感器测量渗流流量。
对于(超)低渗透性材料，如天然压实土层，其压实土层的渗透系数一般低于 10- 7cm/s，有的甚至低于10-10cm/s；对高密度聚乙烯膜(HDPE)，渗透系数甚至低于 10-14cm/s。现有技术中，采用渗流仪测量超低渗材料的渗透系数时，对于渗流体积V 的自动计量，仍存在技术上的不足之处：
(1)采用重量法时，因低渗透介质的渗流流体收集需要的时间很长，收集过程 中渗流流体的挥发不能忽略，使得结果不准确。
(2)传感器法适用于较大渗流量的计量，对于低渗流量的自动计量，难以获取 准确结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种渗流体积的测量装置及方法，采用图像摄录与识别方法， 解决了渗流量低至5μL/d的自动准确计量，提高了计量精度，使测量更准确。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种渗流体积的测量方法，包括以下步骤：
获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内初始液位的图 像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；
对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中对应所 述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透明直管 内的当前液位的第二弯月面图案；
利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。
在本发明的实施方式中，在所述第一图像和所述第二图像中分别设置第一识别区域和第二识别区域，对所述第一识别区域和所述第二识别区域进行处理，以分别获得 所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案。
在本发明的实施方式中，对所述第一识别区域和所述第二识别区域进行处理包括： 获取所述第一识别区域中的每个像素点的灰度值和所述第二识别区域中的每个像素点的灰度值，将所述每个像素点的灰度值与二值化阈值进行比较，根据比较结果获取 所述第一弯月面图案的黑白二值图片以及所述第二弯月面图案的黑白二值图片。
在本发明的实施方式中，在所述像素点的灰度值大于或等于二值化阈值的情况下， 将所述像素点的颜色设置为白色；在所述像素点的灰度值小于所述二值化阈值的情况下，将所述像素点的颜色设置为黑色。
在本发明的实施方式中，根据所述第一弯月面图案在所述第一图像中的像素点坐标、所述第二弯月面图案在所述第二图像中的像素点坐标、以及单位像素体积系数， 获取所述流体体积。
在本发明的实施方式中，确定所述单位像素体积系数包括：
获取所述第一图像中对应所述透明直管内的初始液位高度的像素点坐标；
获取第三图像中对应所述透明直管内的第三液位高度的像素点坐标；其中，所述第三图像为所述透明直管内注入一定体积的液体后的图像；
根据所述初始液位高度的像素点坐标、所述第三液位高度的像素点坐标、以及向所述透明直管内注入的液体体积，获取所述单位像素体积系数。
在本发明的实施方式中，确定所述单位像素体积系数包括：获取所述第二图像中对应所述透明直管内的任一两点的液位高度的像素点坐标，根据所述透明直管上的刻 度标记，确定所述第二图像中的任一两点的液位高度间的液体体积，根据所述液体体 积以及所述任一两点的液位高度的像素点坐标，获取所述单位像素体积系数。
本发明还提供一种渗流体积的测量装置，包括：
流体接入机构，具有渗流管路及连接在所述渗流管路上的收集管路，所述收 集管路通过排液阀连接有排液管路；
流体收集机构，具有透明直管，所述透明直管的上端连接有防溢盖，所述防 溢盖上连接有防溢管路，所述防溢管路与所述透明直管的内腔相连通，所述透明直管 的下端连接有所述收集管路；
流体采集机构，具有与所述透明直管水平相对的图像采集设备，所述图像采 集设备与数据采集工作站电连接，所述数据采集工作站用于实施如上所述的渗流体积 的测量方法。
在本发明的实施方式中，所述数据采集工作站包括：
图像采集单元，获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内 初始液位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；
图像处理单元，对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一 图像中对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应 所述透明直管内的当前液位的第二弯月面图案；
数据生成单元，利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。
在本发明的实施方式中，还包括废液瓶，所述排液管路和所述防溢管路分别与所述废液瓶相连通。
本发明的渗流体积的测量装置及方法的特点及优点是：本发明的渗流体积的测量方法，采用图像摄录与识别方法，解决了渗流量低至5μL/d的自动准确计量，提高 了计量精度。本发明的渗流体积的测量装置，有效控制了渗流流体收集过程中的挥发 损失，使测量更准确；其可应用于渗流量在5μL/d～6mL/min的准确计量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明的渗流体积的测量方法的流程图。
图2为本发明的渗流体积的测量装置的结构示意图。
附图标号说明：1、流体接入机构；11、渗流流体接口；12、渗流管路；13、进 液阀；14、排液阀；2、流体收集机构；21、透明直管；22、插入式底座；221、玻璃 管适配器；23、顶端夹；24、防溢盖；241、防溢管路；25、竖直面板；26、水平基 座；27、收集口；271、收集管路；272、排液管路；28、废液瓶；3、流体采集机构； 31、图像采集设备；32、摄像头支架；33、数据采集工作站；34、补光光源；35、数 据线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施方式一
如图1所示，本发明提供了一种渗流体积的测量方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内初始液 位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；
步骤S2：对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中 对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透 明直管内的当前液位的第二弯月面图案；
步骤S3：利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。
在进行本发明的渗流体积的测量方法之前，准备一套渗流体积的测量装置，例如实施方式二中所述的渗流体积的测量装置，有关该渗流体积的测量装置的具体结构将 在实施方式二中描述。将该渗流体积的测量装置与现有的防渗层渗透系数检测装置相 接，以通过本发明的渗流体积的测量方法对抗渗水泥层在水中30℃时的渗流量进行 测定，当然本发明的渗流体积的测量方法，并不限于测定上述的抗渗水泥层在水中 30℃时的渗流量，其还可适于其他渗流量的测定，特别适于渗流量在5μL/d～6 mL/min的测定，解决了渗流量低至5μL/d的准确计量，提高了计量精度。
在进行本发明之前，先对渗流体积的测量装置进行实验前准备工作，如图2所示，关闭流体收集机构2的进液阀13和排液阀14，取下防溢盖24，向透明直管21中注 入纯净水，打开排液阀14待有水进入排液管路272后关闭排液阀14，打开进液阀13 待有持续不间断的水流从渗流流体接口11流出后后关闭进液阀13；盖上防溢盖24； 在此过程中应保证透明直管21中的液位可见。
然后，待防渗层渗透系数检测装置的渗流液出口有持续渗流流体流出，将渗流流体接口11与防渗层渗透系数检测装置的渗流液出口相连接，连接操作过程需保证渗 流管路12中无气泡；打开进液阀13，使渗流流体流入透明直管21。
之后，打开图像采集设备31和补光光源34，调节摄像头支架32的高度和角度， 在数据采集工作站33上获得透明直管21的清晰放大的图像；通过数据采集工作站 33控制图像采集设备31拍摄或存储图像，在所述的图像中透明直管21可显示为水 平或垂直图像；其中，所述的图像为彩色图像，各图像具有相同的像素数，且所述的 图像可存储为通用的位图文件，如BMP、JPEG等文件。
一切工作准备就绪后，便可进行本发明的流体体积的测量方法。
具体的，在步骤S1中，通过图像采集设备31获取第一图像和第二图像。其中， 该第一图像为透明直管21内初始液位的图像，也即，该透明直管21内还没有置换渗 流流体的液体流入时的液位状态；该第二图像为透明直管21内当前液位的图像，也 即，该透明直管21内流入有置换渗流流体的液体后的液位状态。在本实施例中，该 第一图像和第二图像可均存贮为BMP格式文件(256色位图)，第一图像的大小和第 二图像的大小均为1900像素×300像素；透明直管21在第一图像和第二图像中均显 示为水平图像。
在步骤S2中，对第一图像和第二图像进行处理，分别获取第一图像中对应透明 直管21内的初始液位的第一弯月面图案，以及第二图像中对应透明直管21内的当前 液位的第二弯月面图案。
在本实施方式的一可行的实施例中，在第一图像和第二图像中分别设置第一识别区域和第二识别区域，对该第一识别区域和第二识别区域进行处理，以分别获得第一 弯月面图案和第二弯月面图案。
具体的，对该第一识别区域和第二识别区域进行处理包括：获取第一识别区域中的每个像素点的灰度值和第二识别区域中的每个像素点的灰度值，将每个像素点的灰 度值与二值化阈值进行比较，根据比较结果获取第一弯月面图案的黑白二值图片以及 第二弯月面图案的黑白二值图片。
进一步的，在所述的像素点的灰度值大于或等于二值化阈值的情况下，将所述的像素点的颜色设置为白色；在所述的像素点的灰度值小于二值化阈值的情况下，将所 述的像素点的颜色设置为黑色。当然，也可根据实际需要，将灰度值大于或等于二值 化阈值的所述的像素点的颜色设置为黑色；将灰度值小于二值化阈值的像素点的颜色 设置为白色，在此不做限制。
当然，在另一可行实施例中，也可先对第一图像和第二图像进行处理，以分别获得第一弯月面图案和第二弯月面图案，然后分别在第一图像和第二图像中设置具有第 一弯月面图案的第一识别区域和具有第二弯月面图案的第二识别区域。
在本实施例中，在数据采集工作站33中，通过图像采集设备31拍摄获取透明直 管21的第一图像或第二图像，在该第一图像或第二图像上对应透明直管21的区域内 部拖动并释放鼠标，在显示屏上形成以鼠标的起点和终点为对角线的矩形区域，该区 域即为设置的第一识别区域或第二识别区域，该区域在数据采集工作站33中用像素 坐标点(X1,Y1)和(X2,Y2)进行描述，其中，X1和X2(X1<X2)为水平方向对应 的像素点坐标值，Y1和Y2(Y1<Y2)为垂直方向对应的像素点坐标值。在数据采集 工作站33中，修改X1、Y1、X2、Y2的值可改变对该图像的识别区域的设置，并且 修改后的识别区域在图像上显示为新矩形区域；另外，在数据采集工作站33中输入 X1、Y1、X2、Y2的值也可设置图像的识别区域；保存X1、Y1、X2、Y2的值到数据采 集工作站33；在本实施例中，设置X1＝100、X2＝1850，Y1＝130、Y2＝145。
然后，根据设置的二值化阈值，对拍摄的第一图像和第二图像进行处理，以在第一图像的第一识别区域和第二图像的第二识别区域中仅显示第一弯月面图案和第二 弯月面图案，以确定液位位置。
实验观察发现，在拍摄的图像中，透明直管21中液体(例如水)的弯月面的颜 色，相对于透明直管21的其他区域明显较暗。产生这一现象的原理为：根据成像原 理，照在透明直管21(也即玻璃直管)上的反射光进入图像采集设备31(摄像头) 形成图像。根据水对玻璃的浸润作用，在水和空气界面形成凹弯月面，光线在弯月面 上发生反射时，弯月面上不同点的入射角不同，使部分光线反射后不能进入摄像头。 这使得，相对于玻璃直管的其他位置，经弯月面反射进入摄像头的光强要弱一些，因 此在拍摄的图像片中弯月面的颜色较暗。根据这一现象，可以通过图像摄录与识别技 术定位弯月面的位置，来进行渗流流体体积的计量。
具体的，将拍摄的第一图像和第二图像存贮为BMP格式文件，第一图像和第二 图像中的每个像素点的颜色，对应一个RGB函数值RGB(R,G,B)，按式(1)计算 第一图像和第二图像中的每个像素点的灰度值：
H＝wR·R+wG·G+wB·B (1)
其中，H为灰度值，0≤H≤255；R、G和B为某像素点的三原色值RGB(R,G, B)的分量，0≤R≤255，0≤G≤255，0≤B≤255；wR、wG和wB分别为R、G和B 值转换为灰度值的权重，wR+wG+wB＝1，可根据具体图像设置不同的wR、wG和wB值。
在本实施例中，拍摄的第一图像和第二图像存贮为BMP格式文件，设置wR＝0.3、 wG＝0.6和wB＝0.1，按式(1)计算第一图像和第二图像中的每个像素点的灰度值H。
之后，在数据采集工作站33中的参数输入界面输入图像的二值化阈值H0的数值，完成图像的二值化阈值的设置。在本实施例中，将灰度值H大于或等于二值化阈值 H0的像素点的颜色设置为白色RGB(255,255,255)，将灰度值H小于二值化阈值 H0的像素点的颜色设置为黑色RGB(0,0,0)，该第一图像和第二图像经处理后，被 分别转换为黑白二值图片。
本实施例中，设置适当的二值化阈值H0，在第一图像和第二图像上，对第一识 别区域和第二识别区域经二值化处理后，可只显示第一弯月面图案(黑色图像)和第 二弯月面图案(黑色图像)。通过在第一识别区域或第二识别区域的[X1，X2]区间内， 从小到大检索各像素点的颜色为黑色，来定位第一弯月面图案或第二弯月面图案分别 在第一图像或第二图像中的位置。
具体的，设置二值化阈值H0＝70；用(x,y)表示像素点在第一识别区域或第二 识别区域的位置，其中，x、y分别为水平方向和垂直方向上对应的像素点坐标值； 取y＝int(Y1+Y2)/2，当点(x,y-1)、(x,y)和(x,y+1)对应的颜色都为黑色时，点(x, y)即为识别到的第一弯月面图案或第二弯月面图案的坐标，x对应为透明直管21的 液面高度的像素点坐标值。
根据本发明的一个实施方式，根据第一弯月面图案在第一图像中的像素点坐标、第二弯月面图案在第二图像中的像素点坐标、以及单位像素体积系数，获取流体体积。
在一个可行的实施例中，确定单位像素体积系数包括：获取第一图像中对应透明直管21内的初始液位高度的像素点坐标；获取第三图像中对应透明直管21内的第三 液位高度的像素点坐标；其中该第三图像为透明直管21内注入一定体积的液体后的 图像；根据初始液位高度的像素点坐标、第三液位高度的像素点坐标、以及向透明直 管内注入的液体体积，获取单位像素体积系数。
在该实施例中，透明直管21上无体积刻度标线。此时，关闭进液阀13，透明直 管21内的存液液位高度，可通过补液或排液方式调节其初始液位高度，使透明直管 21内的液位的弯月面在第一图像的第一识别区域的前端。通过数据采集工作站33控 制图像采集设备31拍摄图像，对第一图像进行灰度处理和二值化处理，以确定初始 液位的第一弯月面图案的坐标(x0,y)，其中x0对应为透明直管21的初始液面高度的 像素点坐标值。
向透明直管21中准确加入体积V0(单位：μL)的水后，拍摄第三图像，对第 三图像进行灰度处理和二值化处理，以获得加入体积V0的水后，透明直管21内的液 位的弯月面位置(x1,y)，其中x1对应为透明直管21的液面高度的像素点坐标值，则 单位像素体积系数k，可按公式(2)或公式(3)计算：
当拍摄的图像中透明直管21显示为水平图像时，
式中，x0为加入体积V0(单位：μL)的水之前，透明直管21的初始液面高度 的像素点横坐标值；x1为加入体积V0(单位：μL)的水后，透明直管21的液面 高度的像素点横坐标值。
当拍摄的图像中透明直管21显示为垂直图像时，
式中，y0为加入体积V0(单位：μL)的水前，透明直管21的初始液面高度的 像素点纵坐标值；y1为加入体积V0(单位：μL)的水后，透明直管21的液面高度 的像素点纵坐标值。
在另一可行的实施例中，确定单位像素体积系数包括：获取第二图像中对应透明直管21内的任一两点的液位高度的像素点坐标，根据透明直管21上的刻度标记，确 定第二图像中的任一两点的液位高度间的液体体积，根据该液体体积以及所述的任一 两点的液位高度的像素点坐标，获取单位像素体积系数。
在该实施例中，透明直管21上设有体积刻度标线。在第二图像的第二识别区域 内部，用鼠标分别选定两个像素点(x1,y)和(x2,y)，其中x1<x2，所述的两个点分 别在两条刻度线上并要求在同一水平位置上，其中，x1和x2为水平方向对应的像素 点坐标值，y为垂直方向对应的像素点坐标值；根据两个像素点的坐标(x1,y)和(x2, y)确定的体积V0(单位：μL)，单位像素体积系数k，按式(3a)计算：
需要说明的是，透明直管21带体积刻度标线，也可按照上述第一种方法来确定 单位像素体积系数k。
最后，设置图像采集频率，进行渗流体积实时采集。
具体的，通过数据采集工作站33设置图像采集频率，确认开始采集后，数据采 集工作站33按设定的图像采集频率，拍摄图像并分析确定渗流体积。
对实验t秒时的渗流体积Vt的测量，按下述方法进行。图像采集设备31拍摄透 明直管21的图像，在步骤S2设置的图像的识别区域中，根据步骤S3设置的图像二 值化阈值，数据采集工作站分析获得t时刻的液位坐标(xt,yt)，开始时即t＝0时的液 位坐标(x0,y0)，渗流体积Vt，按式(4)或式(5)计算：
当拍摄的图像中透明直管21显示为水平图像时，则有
Vt＝k(xt-x0) (4)
其中，xt为t时刻透明直管21的液面高度的像素点横坐标值，x0为t＝0时透明直 管21的液面高度的像素点横坐标值。
当拍摄的图像中透明直管21显示为垂直图像时，则有
Vt＝k(yt-y0) (5)
其中，yt为t时刻透明直管21的液面高度的像素点纵坐标值，y0为t＝0时透明直 管21的液面高度的像素点纵坐标值。
所述的图像采集频率(秒/次)，最快可设置为0.1秒/次，即以设定的时长，定时 自动拍摄透明直管21的图像，通过数据采集工作站33分析获得该液位的坐标(x,y)， 按式(4)或式(5)计算渗流体积Vt，并存储拍摄的图像和实时体积数据。
存储的实时体积数据，通过数据采集工作站33可输出为t-Vt的二维数据表，可 输出为txt或xls(x)等文件格式。在本实施例中，输出的t-Vt二维数据表为EXCEL文 件。
本发明实施例中的全部或部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
本发明的渗流体积的测量方法，采用图像摄录与识别方法，解决了渗流量低至5 μL/d的自动准确计量，提高了计量精度。
实施方式二
如图2所示，本发明还提供一种渗流体积的测量装置，包括流体接入机构1、流 体收集机构2和流体采集机构3，其中：流体接入机构1具有渗流管路12及连接在 所述渗流管路12上的收集管路271，所述收集管路271通过排液阀14连接有排液管 路272；流体收集机构2具有透明直管21，所述透明直管21的上端连接有防溢盖24， 所述防溢盖24上连接有防溢管路241，所述防溢管路241与所述透明直管21的内腔 相连通，所述透明直管21的下端连接有所述收集管路271；流体采集机构3具有与 所述透明直管21水平相对的图像采集设备31，所述图像采集设备31与数据采集工 作站33电连接，所述数据采集工作站33用于实施实施方式一中所述的渗流体积的测 量方法。
具体的，在本实施方式中，该流体接入机构1具有渗流流体接口11，其可与现 有技术中的渗流仪的渗流流体出口相连接。该渗流管路12的一端与渗流流体接口11 相连接，其另一端通过进液阀13与收集管路271相连接，该渗流管路12的另一端还 通过排液阀14将收集管路271与排液管路272相连接。在本实施例中，该进液阀13 和排液阀14为手动阀，当然也可以采用其它公知的控制阀件，只要满足可控制开、 关要求即可，在此不做限制。该进液阀13和排液阀14用于调节渗流流体的初始液位， 以及渗流流体的排放。
流体收集机构2包括透明直管21，在本实施例中，该透明直管21为玻璃直管， 其用于渗流流体的收集与排放，该透明直管21内灌有液体，可在透明直管21的液体 液面上用油封以防止液体的蒸发损失。该流体收集机构2具有水平基座26和连接在 水平基座26上的竖直面板25，该竖直面板25的上端连接有顶端夹23，该竖直面板 25的下端连接有插入式底座22，在本发明中，该竖直面板25中安装有补光光源34； 其中，该透明直管21的底部插入到插入式底座22内的玻璃管适配器221上，在本实 施例中，该玻璃管适配器221可适应不同外径的透明直管21，该透明直管21的上部 用顶端夹23固定，在透明直管21的顶部密封设置有防溢盖24，防溢管路241与防 溢盖24相连接，其可用于将从透明直管21内溢出的渗流流体排放到与防溢管路241 相接的废液瓶28中；透明直管21的下端设有收集口27，该收集口27与收集管路271 相连接，渗流流体经收集管路271和收集口27流入透明直管21中。
打开进液阀13并关闭排液阀14，可将渗流流体导入流体收集机构2的透明直管 21中；关闭进液阀13并打开排液阀14，可将流体收集机构2的透明直管21中渗流 流体经排液管路272排放到与该排液管路272相接的废液瓶28中。
流体采集机构3用于采集实验的体积值数据，其包括图像采集设备31以及通过 数据线35与之相连接的数据采集工作站33，在本实施例中，该图像采集设备31为 摄像头，该摄像头可安装在摄像头支架32上，该摄像头支架32的位置、高度和角度 可任意调节。
在本实施方式中，该数据采集工作站33用于实施实施方式一中所述的渗流体积的测量方法，其包括：图像采集单元，获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图 像为透明直管内初始液位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像； 图像处理单元，对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中 对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透 明直管内的当前液位的第二弯月面图案；数据生成单元，利用所述第一弯月面图案和 所述第二弯月面图案获得流体体积。有关数据采集工作站33的所实施的渗流体积的 测量方法，已在实施方式一中进行详细描述，在此不再赘述。
该数据采集工作站33以设定的时间间隔拍摄透明直管21的图片，通过识别图片中流体的液位高度进行渗流体积的自动采集；在数据采集过程中，安装在竖直面板 25中的补光光源34始终打开。
本发明的渗流体积的测量装置，有效控制了渗流流体收集过程中的挥发损失，使测量更准确；其适用于内径3.0mm～16.0mm的透明直管21，可应用于渗流量在5μL/d～6mL/min的自动准确计量。该渗流体积的测量装置在实施实施方式一的渗流体 积的测量方法时，将该渗流体积的测量装置与防渗层渗透系数检测装置连接，可应用 于抗渗水泥层在水中30℃时渗透系数的测定。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种渗流体积的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内初始液位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；
对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透明直管内的当前液位的第二弯月面图案；
利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。
2.如权利要求1所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，在所述第一图像和所述第二图像中分别设置第一识别区域和第二识别区域，对所述第一识别区域和所述第二识别区域进行处理，以分别获得所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案。
3.如权利要求2所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，对所述第一识别区域和所述第二识别区域进行处理包括：获取所述第一识别区域中的每个像素点的灰度值和所述第二识别区域中的每个像素点的灰度值，将所述每个像素点的灰度值与二值化阈值进行比较，根据比较结果获取所述第一弯月面图案的黑白二值图片以及所述第二弯月面图案的黑白二值图片。
4.如权利要求3所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，在所述像素点的灰度值大于或等于二值化阈值的情况下，将所述像素点的颜色设置为白色；在所述像素点的灰度值小于所述二值化阈值的情况下，将所述像素点的颜色设置为黑色。
5.如权利要求1所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，根据所述第一弯月面图案在所述第一图像中的像素点坐标、所述第二弯月面图案在所述第二图像中的像素点坐标、以及单位像素体积系数，获取所述流体体积。
6.如权利要求5所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，确定所述单位像素体积系数包括：
获取所述第一图像中对应所述透明直管内的初始液位高度的像素点坐标；
获取第三图像中对应所述透明直管内的第三液位高度的像素点坐标；其中，所述第三图像为所述透明直管内注入一定体积的液体后的图像；
根据所述初始液位高度的像素点坐标、所述第三液位高度的像素点坐标、以及向所述透明直管内注入的液体体积，获取所述单位像素体积系数。
7.如权利要求6所述的渗流体积的测量方法，其特征在于，确定所述单位像素体积系数包括：获取所述第二图像中对应所述透明直管内的任一两点的液位高度的像素点坐标，根据所述透明直管上的刻度标记，确定所述第二图像中的任一两点的液位高度间的液体体积，根据所述液体体积以及所述任一两点的液位高度的像素点坐标，获取所述单位像素体积系数。
8.一种渗流体积的测量装置，其特征在于，包括：
流体接入机构，具有渗流管路及连接在所述渗流管路上的收集管路，所述收集管路通过排液阀连接有排液管路；
流体收集机构，具有透明直管，所述透明直管的上端连接有防溢盖，所述防溢盖上连接有防溢管路，所述防溢管路与所述透明直管的内腔相连通，所述透明直管的下端连接有所述收集管路；
流体采集机构，具有与所述透明直管水平相对的图像采集设备，所述图像采集设备与数据采集工作站电连接，所述数据采集工作站用于实施如权利要求1～7中任一项所述的渗流体积的测量方法。
9.如权利要求8所述的渗流体积的测量装置，其特征在于，所述数据采集工作站包括：
图像采集单元，获取第一图像和第二图像；其中，所述第一图像为透明直管内初始液位的图像，所述第二图像为所述透明直管内当前液位的图像；
图像处理单元，对所述第一图像和所述第二图像进行处理，分别获取所述第一图像中对应所述透明直管内的初始液位的第一弯月面图案，以及所述第二图像中对应所述透明直管内的当前液位的第二弯月面图案；
数据生成单元，利用所述第一弯月面图案和所述第二弯月面图案获得流体体积。
10.如权利要求8所述的渗流体积的测量装置，其特征在于，还包括废液瓶，所述排液管路和所述防溢管路分别与所述废液瓶相连通。
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