基于圖像的微化工過程液位與流量測量.pdf

1、微化工技術(shù)可以讓反應(yīng)過程“更好”（高收率，更好的選擇性）、“更快”（高時空收率，高生產(chǎn)能力）、“更便宜”（低資金投入，低運行成本）、“更安全”（環(huán)保，對于危險反應(yīng)有較低風(fēng)險）。然而，由于微化工裝置的尺寸一般較小，且多為密閉容器，因此難以用傳統(tǒng)的測控裝置對進行檢測與控制，進而限制了微化工技術(shù)的推廣。本文旨在研究適用于微化工過程的液位和流量檢測技術(shù)，利用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)液位和流量高效檢測。
　　 針對液位檢測，本文以微分離器的液位檢

2、測作為實驗場景，其特點在于液位變動較為劇烈、液體的顏色可能發(fā)生變化、雜質(zhì)和氣泡可能使分界面暫時消失。針對這些特點，本文重點研究高效、魯棒性強的圖像檢測算法。為此，本文應(yīng)用并比較了角點檢測算法、均值漂移算法、粒子濾波算法，并對粒子濾波算法提出了目標(biāo)模板更新、直方圖計算優(yōu)化、并行化、結(jié)合均值漂移算法這四項改進。通過實驗證明:在魯棒性方面，均值漂移算法的魯棒性最差，角點檢測次之。當(dāng)液體內(nèi)含有雜質(zhì)、氣泡且無法通過預(yù)處理算法去除時，兩類算法的檢測

3、結(jié)果都會受到明顯的影響，而粒子濾波算法和本文提出的改進粒子濾波算法都有較好的魯棒性;在計算速度方面，均值漂移算法的計算速度最快。改進粒子濾波算法和角點檢測算法的速度相當(dāng)，略低于均值漂移算法，而粒子濾波算法的計算速度遠低于其他三種算法，在遇到顏色變化或遮擋時預(yù)算速度還會進一步降低。
　　 針對流量檢測，本文通過識別液滴輪廓以計算特定時刻的液滴體積，進而計算流量。首先，本文使用連通區(qū)域標(biāo)記算法得到液滴的初始輪廓。然后，本文基于Lap