CN113155890B - 一种基于图像识别的熔点分析仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于图像识别的熔点分析仪，包括样品容纳腔、对照腔；照明装置、加热装置、温度监控装置、图像采集装置、主控制器；样品容纳腔用于装载第一毛细管；对照腔用于装载对照毛细管；温度监控装置用于实时监测第一毛细管的单位时间间隔t的实时温度Ti并记录保存；主控制器的第一输出端与加热装置连接、主控制器的第二输出端与温度监控装置连接、主控制器的第三输出端与图像采集装置连接；主控制器包括亮度转化模块、透光度转化模块、曲线绘制模块、熔点获取模块。在本发明中，通过设置对照腔，与样品容纳腔形成对比，通过对灰度进行转化得到亮度，有效提高所得亮度的准确度，由亮度得到透光度，有效提高熔点分析仪的测量精度。

Description

一种基于图像识别的熔点分析仪
技术领域
本发明涉及熔点分析仪，特别涉及一种基于图像识别的熔点分析仪。
背景技术
物质的熔点是指该物质由固态相转化为液态相的温度点。在有机化学领域中，熔点测定是辨认物质本性的基本手段，也是纯粹测定的重要方法之一。因此，熔点测定仪在化学工业、医药研究中具有重要地位，是生产药物、香料、染料及其他有机晶体物质的必备仪器。
传统的熔点分析仪常因测量数据不准确而导致所得到的物质熔点精度差，传统熔点分析仪通过肉眼判断物质的熔化程度，因观测不准确而存在较大误差，降低熔点分析仪的测量精确度。
发明内容
有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于图像识别的熔点分析仪，旨在解决现有熔点分析仪测量精度差的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于图像识别的熔点分析仪，所述分析仪包括：
样品容纳腔以及对照腔；其中，所述样品容纳腔用于装载第一毛细管，所述第一毛细管用于盛放待测样件；所述对照腔内装载有与所述第一毛细管同等规格的对照毛细管；
照明装置；所述照明装置设置于所述样品容纳腔和所述对照腔的光源入射侧，所述样品容纳腔与所述对照腔临近所述光源入射侧分别开设有入光窗口，所述样品容纳腔与所述对照腔远离所述光源入射侧的一侧分别开设有出光窗口；
加热装置；所述加热装置用于对所述第一毛细管和所述对照毛细管进行同步同温加热；所述加热装置安设于所述样品容纳腔以及所述对照腔内；
温度监控装置；所述温度监控装置用于实时监测所述第一毛细管的单位时间间隔t的实时温度Ti并记录保存；所述温度监控装置安设于所述样品容纳腔内；其中，所述i为所述实时温度的编号，所述i正整数，以第一个监测到的所述实时温度为T0且越新监测到的温度数据编号越大；
图像采集装置；所述图像采集装置用于以所述单位时间间隔t连续采集包含所述第一毛细管和所述对照毛细管的第一图像Mi，识别所述待测样件所在区域的试验灰度值G(1,i)，识别所述对照毛细管与所述待测样件相对应区域的对照灰度值G(0,i)；
主控制器；所述主控制器的第一输出端与所述加热装置连接、所述主控制器的第二输出端与所述温度监控装置连接、所述主控制器的第三输出端与所述图像采集装置连接；所述主控制器分别用于控制所述加热装置对所述第一毛细管和所述对照毛细管进行加热、控制所述图像采集装置采集所述第一图像Mi；
所述主控制器包括亮度转化模块、透光度转化模块、曲线绘制模块、熔点获取模块；
所述亮度转化模块，所述亮度转化模块用于根据所述试验灰度值G(1,i)以及所述对照灰度值G(0,i)，获得所述待测样件所在区域的试验亮度L(1，i)，获得对照区域的对照亮度L(0，i)；
所述透光度转化模块，所述透光度转化模块用于根据所述试验亮度L(1，i)以及所述对照亮度L(0，i)，得到在时间点ti的所述第一毛细管中所述待测样件所在区域的透光度δi；其中，所述时间点ti和时间点ti-1之间的时间间隔为所述单位时间间隔t；
所述曲线绘制模块，所述曲线绘制模块用于根据所述透光度δi和所述实时温度Ti，绘制所述待测样件的熔化曲线；
所述熔点获取模块，所述熔点获取模块用于根据所述熔化曲线，得到所述待测样件的第一熔点。
在该技术方案中，通过设置所述对照毛细管，并识别获得与所述第一毛细管的所述待测样件相对应区域的所述对照灰度值，使其与所述实验灰度值形成对照；由所述实验灰度值和所述对照灰度值转化得到所述实验亮度和所述对照亮度，有效提高所得到的所述实验亮度和所述对照亮度的准确度；由所述实验亮度和所述对照亮度得到所述待测样件所在区域的所述透光度δi，有效提高所得到的所述透光度δi的精确度，从而提高所述熔化曲线的精确度，提高从所述熔化曲线上得到的所述待测样件的第一熔点的精确度，有效提高熔点分析仪的精确度。
在一具体的实施方式中，所述透光度转化模块中将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi的依据是：根据第一关系式
Figure GDA0003064047080000031
将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi。
在一具体的实施方式中，所述透光度δi满足：
Figure GDA0003064047080000032
其中，亮度与灰度值满足：L＝(1+ζ)GL1，所述L1为灰度值为第1阶时像素点的对应光照强度，所述亮度包括所述试验亮度和所述对照亮度，
Figure GDA0003064047080000041
Figure GDA0003064047080000042
在一具体的实施方式中，所述第一熔点包括初熔点和终熔点。
在一具体的实施方式中，所述熔点分析仪还包括恒压保持装置，所述恒压保持装置用于保持所述样品容纳腔和所述对照腔内的压力保持在设定压力状态。
在该技术方案中，通过设置所述恒压保持装置，防止随着加热温度升高，所述样品容纳腔和所述对照腔内的气压改变，从而降低测量精度；有效保持所述样品容纳腔和所述对照腔内的气压恒定，进一步提高测量精度。
在一具体的实施方式中，所述熔化曲线的横坐标为所述实时温度Ti；所述熔化曲线的纵坐标为所述透光度δi。
在一具体的实施方式中，所述照明装置的光源为LED灯。
本发明的有益效果是：在本发明中，通过设置所述对照毛细管，并识别获得与所述第一毛细管的所述待测样件相对应区域的所述对照灰度值，使其与所述实验灰度值形成对照；由所述实验灰度值和所述对照灰度值转化得到所述实验亮度和所述对照亮度，有效提高所得到的所述实验亮度和所述对照亮度的准确度；由所述实验亮度和所述对照亮度得到所述待测样件所在区域的所述透光度δi，有效提高所得到的所述透光度δi的精确度，从而提高所述熔化曲线的精确度，提高从所述熔化曲线上得到的所述待测样件的第一熔点的精确度，有效提高熔点分析仪的精确度。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中一种基于图像识别的熔点分析仪的结构框图；
图2为本发明一具体实施方式中待测样件在加热状态下的熔化曲线图；
图3为本发明一具体实施方式中透光度与灰度值的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-3所示，在本发明的具体实施例中，提供一种基于图像识别的熔点分析仪，所述分析仪包括：
样品容纳腔以及对照腔100；其中，所述样品容纳腔用于装载第一毛细管101，所述第一毛细管101用于盛放待测样件；所述对照腔内装载有与所述第一毛细管101同等规格的对照毛细管102；
照明装置200；所述照明装置200设置于所述样品容纳腔和所述对照腔的光源入射侧，所述样品容纳腔与所述对照腔临近所述光源入射侧分别开设有入光窗口，所述样品容纳腔与所述对照腔远离所述光源入射侧的一侧分别开设有出光窗口；
加热装置300；所述加热装置300用于对所述第一毛细管101和所述对照毛细管102进行同步同温加热；所述加热装置300安设于所述样品容纳腔以及所述对照腔内；
温度监控装置400；所述温度监控装置400用于实时监测所述第一毛细管101的单位时间间隔t的实时温度Ti并记录保存；所述温度监控装置400安设于所述样品容纳腔内；其中，所述i为所述实时温度的编号，所述i正整数，以第一个监测到的所述实时温度为T0且越新监测到的温度数据编号越大；
图像采集装置500；所述图像采集装置500用于以所述单位时间间隔t连续采集包含所述第一毛细管101和所述对照毛细管102的第一图像Mi，识别所述待测样件所在区域的试验灰度值G(1,i)，识别所述对照毛细管102与所述待测样件相对应区域的对照灰度值G(0,i)；
主控制器600；所述主控制器600的第一输出端与所述加热装置300连接、所述主控制器600的第二输出端与所述温度监控装置400连接、所述主控制器600的第三输出端与所述图像采集装置500连接；所述主控制器600分别用于控制所述加热装置300对所述第一毛细管101和所述对照毛细管102进行加热、控制所述图像采集装置500采集所述第一图像Mi；
所述主控制器600包括亮度转化模块601、透光度转化模块602、曲线绘制模块603、熔点获取模块604；
所述亮度转化模块601，所述亮度转化模块601用于根据所述试验灰度值G(1,i)以及所述对照灰度值G(0,i)，获得所述待测样件所在区域的试验亮度L(1，i)，获得对照区域的对照亮度L(0，i)；
所述透光度转化模块602，所述透光度转化模块602用于根据所述试验亮度L(1，i)以及所述对照亮度L(0，i)，得到在时间点ti的所述第一毛细管101中所述待测样件所在区域的透光度δi；其中，所述时间点ti和时间点ti-1之间的时间间隔为所述单位时间间隔t；
所述曲线绘制模块603，所述曲线绘制模块603用于根据所述透光度δi和所述实时温度Ti，绘制所述待测样件的熔化曲线；
所述熔点获取模块604，所述熔点获取模块604用于根据所述熔化曲线，得到所述待测样件的第一熔点。
在本实施例中，所述透光度转化模块602中将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi的依据是：根据第一关系式
Figure GDA0003064047080000071
将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi。
在本实施例中，所述透光度δi满足：
Figure GDA0003064047080000072
其中，亮度与灰度值满足：L＝(1+ζ)GL1，所述L1为灰度值为第1阶时像素点的对应光照强度，所述亮度包括所述试验亮度和所述对照亮度，
Figure GDA0003064047080000073
Figure GDA0003064047080000074
在本实施例中，所述第一熔点包括初熔点和终熔点。
在本实施例中，所述熔点分析仪还包括恒压保持装置700，所述恒压保持装置700用于保持所述样品容纳腔和所述对照腔内的压力保持在设定压力状态。
在本实施例中，所述熔化曲线的横坐标为所述实时温度Ti；所述熔化曲线的纵坐标为所述透光度δi。
在本实施例中，所述照明装置200的光源为LED灯。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于图像识别的熔点分析仪，其特征在于，所述分析仪包括：
样品容纳腔以及对照腔；其中，所述样品容纳腔用于装载第一毛细管，所述第一毛细管用于盛放待测样件；所述对照腔内装载有与所述第一毛细管同等规格的对照毛细管；
照明装置；所述照明装置设置于所述样品容纳腔和所述对照腔的光源入射侧，所述样品容纳腔与所述对照腔临近所述光源入射侧分别开设有入光窗口，所述样品容纳腔与所述对照腔远离所述光源入射侧的一侧分别开设有出光窗口；
加热装置；所述加热装置用于对所述第一毛细管和所述对照毛细管进行同步同温加热；所述加热装置安设于所述样品容纳腔以及所述对照腔内；
温度监控装置；所述温度监控装置用于实时监测所述第一毛细管的单位时间间隔t的实时温度Ti并记录保存；所述温度监控装置安设于所述样品容纳腔内；其中，所述i为所述实时温度的编号，所述i为正整数，以第一个监测到的所述实时温度为T0且越新监测到的温度数据编号越大；
图像采集装置；所述图像采集装置用于以所述单位时间间隔t连续采集包含所述第一毛细管和所述对照毛细管的第一图像Mi，识别所述待测样件所在区域的试验灰度值G(1,i)，识别所述对照毛细管与所述待测样件相对应区域的对照灰度值G(0,i)；
主控制器；所述主控制器的第一输出端与所述加热装置连接、所述主控制器的第二输出端与所述温度监控装置连接、所述主控制器的第三输出端与所述图像采集装置连接；所述主控制器分别用于控制所述加热装置对所述第一毛细管和所述对照毛细管进行加热、控制所述图像采集装置采集所述第一图像Mi；
所述主控制器包括亮度转化模块、透光度转化模块、曲线绘制模块、熔点获取模块；
所述亮度转化模块，所述亮度转化模块用于根据所述试验灰度值G(1,i)以及所述对照灰度值G(0,i)，获得所述待测样件所在区域的试验亮度L(1，i)，获得对照区域的对照亮度L(0，i)；
所述透光度转化模块，所述透光度转化模块用于根据所述试验亮度L(1，i)以及所述对照亮度L(0，i)，得到在时间点ti的所述第一毛细管中所述待测样件所在区域的透光度δi；其中，所述时间点ti和时间点ti-1之间的时间间隔为所述单位时间间隔t；
所述曲线绘制模块，所述曲线绘制模块用于根据所述透光度δi和所述实时温度Ti，绘制所述待测样件的熔化曲线；
所述熔点获取模块，所述熔点获取模块用于根据所述熔化曲线，得到所述待测样件的第一熔点；
所述透光度δi满足：
Figure FDA0003578587990000021
其中，亮度与灰度值满足：L＝(1+ζ)GL1，所述L1为灰度值为第1阶时像素点的对应光照强度，所述亮度包括所述试验亮度和所述对照亮度，
Figure FDA0003578587990000022
0＜ζ＜1；
所述透光度转化模块中将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi的依据是：根据第一关系式
Figure FDA0003578587990000023
将所述试验亮度L(1，i)和所述对照亮度L(0，i)转化为所述透光度δi。
2.如权利要求1所述的一种基于图像识别的熔点分析仪，其特征在于，所述第一熔点包括初熔点和终熔点。
3.如权利要求1所述的一种基于图像识别的熔点分析仪，其特征在于，所述熔点分析仪还包括恒压保持装置，所述恒压保持装置用于保持所述样品容纳腔和所述对照腔内的压力保持在设定压力状态。
4.如权利要求1所述的一种基于图像识别的熔点分析仪，其特征在于，所述熔化曲线的横坐标为所述实时温度Ti；所述熔化曲线的纵坐标为所述透光度δi。
5.如权利要求1所述的一种基于图像识别的熔点分析仪，其特征在于，所述照明装置的光源为LED灯。
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