CN105571998A - 实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及***，该方法包括：获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像；从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布；同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。由此可以在获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的同时在线提供悬浮颗粒的粒径分布。
Description
技术领域
本发明涉及成像领域，具体而言，涉及一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及***。
背景技术
颗粒的形状、尺寸和粒度分布对颗粒的性质和作用有重要的影响。例如在制药行业中，颗粒的形态和尺寸可以影响到干燥粉末的密度、凝聚度和流动性等重要属性，从而可以对转变药物微粒为成品的能力有重大的影响。此外，晶体的形态和大小可以影响药物的溶解度，有可能影响成品的生物属性(在极端的情况下引起药物许可的获得)。在另一示例中，原油中存在以液滴形态均匀分散的水，去除这些水和水中溶解的盐分是石油工业的一道重要工序。不同的原油往往会选择不同的破乳剂，因此需要观测破乳剂对水滴产生的影响，以对水滴大小变化进行统计从而评价破乳剂的效用，进而为下一道工序做准备。
颗粒的形貌和尺寸的直接实时在线测量技术一直相当有限，其在很大程度上依赖于仪器的测量方法。近些年开发的二维或三维在线测量***仅能够提供形貌信息，而无法实时在线提供颗粒粒度的尺寸和分布，从而限制了在颗粒形成和处理***中对颗粒形状和大小的监测、优化和控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及***，以解决现有技术中的在线测量***仅能够提供形貌信息而无法实时在线提供悬浮颗粒的粒径分布的问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明第一实施例提供了一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法，包括：获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像；从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布；同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
进一步地，所述从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，包括：利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测并对检测结果进行集合，获得多个颗粒边缘；对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像；根据每一个所述颗粒图像计算该颗粒图像对应的颗粒的投影面积，并根据公式计算所述颗粒图像对应的颗粒的当量直径d，其中A为所述投影面积；统计所计算出的颗粒的当量直径的第一总数目，并提取所计算出的颗粒的当量直径和所述第一总数目作为颗粒信息。利用上述步骤可以计算获得所获取的图像中的颗粒的当量直径。
进一步地，在所述利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测之前，所述方法还包括：判断每一个所述图像是否为灰度图，并在该图像不是灰度图时，将该图像转换为灰度图。将图像转换为灰度图便于后续计算颗粒的当量直径。
进一步地，所述对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像，包括：对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作，并且仅保留填充面积大于预设阈值的颗粒图像作为得到的颗粒图像。此操作可以滤除图像中微小的噪点，以确保准确的计算结果。
进一步地，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：统计所计算出的颗粒的当量直径中处于每个直径区间内的当量直径的第二总数目，并计算所述第二总数目占所述第一总数目的百分比，得到所述悬浮颗粒的粒径分布，其中所述每个直径区间是通过对由所计算出的颗粒的当量直径中的最小当量直径与最大当量直径形成的直径区间等间隔划分形成的。由此可以获知各种尺度的颗粒占总颗粒的百分比，进而有助于下一步决策。
进一步地，所述方法还包括：确定所计算出的颗粒的当量直径中满足预设条件的当量直径，所述预设条件为所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于该当量直径的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比等于预设阈值。以此方式可以明确获知流体中所存在悬浮颗粒的大体粒径分布，例如可以获知流体中所存在悬浮颗粒的平均粒径。
进一步地，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：根据所提取的颗粒信息以及该图像之前预设数目的图像的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。由于图像采集速率一般较快，因此针对单张图像进行颗粒粒度分布的统计往往会由于颗粒过少或者突然出现某个大颗粒而导致数据不准确。当在对某一时刻获取的图像进行分析时结合该图像前面的数张图像进行平均统计，可以降低误差，从而提高分析结果的可靠性和准确性。
进一步地，所述多个图像是利用探头式过程成像仪获取的，所述获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像，包括：通过控制对所述探头式过程成像仪的光源施加与用于所述探头式过程成像仪所包括的相机的快门的第一脉冲激发信号同步的第二脉冲激发信号，获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像，其中所述第一脉冲激发信号的周期长度与根据所述相机的图像采集速率所确定的采集每张图像所需的第一时间相等，所述第一脉冲激发信号的每个周期与所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间之和相符。此措施可以确保探头式过程成像仪的快门和光源同步，以使所获取的每张图像均比较清晰。
第二方面，本发明第二实施例提供了一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测***，包括彼此电连接的图像采集单元、处理单元以及显示单元，所述图像采集单元用于获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像；所述处理单元用于从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布；所述显示单元用于同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
本发明实现的有益效果：在本发明实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及***中，获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像，根据从每个图像的图像信息中提取出的颗粒信息计算悬浮颗粒的粒径分布，并同时显示图像和与该图像相对应的粒径分布。由此可见，利用本发明实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法及***可以在获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的同时在线提供悬浮颗粒的粒径分布。
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1示出了本发明第一实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法的示意性流程图；
图2示出了可以获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的一种示例性探头式过程成像仪；
图3示出了可以获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的另一种示例性探头式过程成像仪；
图4示出了图2所示的探头式过程成像仪所获取的存在硅油液滴的二氯甲烷的图像；
图5示出了图3所示的探头式过程成像仪所获取的存在硅油液滴的二氯甲烷的图像；
图6示出了同时显示所获取的图像和该图像相对应的粒径分布的一种示例性界面；
图7示出了本发明第二实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测***的一种示意性结构图；
图8示出了本发明第二实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测***的另一种示意性结构图。
其中，附图标记汇总如下：主体部110、探管120、相机130、L型支架140、光源150、第一支腿141、第二支腿142、镜头131、透光窗口160、反射镜170、图像采集单元210、处理单元220、显示单元230、同步控制单元240、容器250、搅拌桨251。
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、完整的描述，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。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
第一实施例
图1示出了本发明第一实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法的示意性流程图。请参阅图1，本发明第一实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法可以包括以下步骤：
步骤S11，获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像。
存在悬浮颗粒的待测流体可以为其中存在气泡、液滴或固体颗粒的液体或气体，即，悬浮颗粒可以为悬浮于液体或气体中的气泡、液滴或固体颗粒。所述图像可以通过探头式过程成像仪获取。图2中示出可以获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的一种示例性探头式过程成像仪。请参阅图2，该探头式过程成像仪可以包括主体部110、探管120、相机130、L型支架140和光源150。L型支架140具有第一支腿141和与所述第一支腿141固定连接的第二支腿142。探管120的两端中的第一端与主体部110固定连接。相机130内置于所述主体部110且设置有安装在所述探管120内的镜头131。在此示例中，镜头131可以为同轴镜头或非同轴镜头，优选地为非同轴镜头。探管120的两端中的第二端与所述L型支架140的第一支腿141连接。
探管120的第二端的端口密封连接有透光窗口160，该透光窗口160优选地为蓝宝石玻璃窗口。探管120可以由不锈钢、哈氏合金、聚四氟乙烯或其他合适的材料制成，也就是说，探管120应当为防腐蚀、耐酸、耐碱的探管。透光窗口160可以粘合或机械密封至探管120，优选地采用机械密封的方式例如采用o型垫圈密封至探管120。
所述L型支架140的第二支腿142置于所述透光窗口160的前方，并且所述光源150内置于所述L型支架140的第二支腿142且面向所述透光窗口160，以使得光源150发射的光可以经过透光窗口160到达镜头131。具体地，光源150发射的光可以在经过透光窗口160与L型支架140的第二支腿142之间的待测流体后，通过透光窗口160到达镜头131，以被相机130捕捉成像。也就是说，图2示出的探头式过程成像仪为透射型探头式过程成像仪，通过光透射可以获得比较明亮的图像，适合于浓度比较高的待测流体。
图3示出了可以获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的另一种示例性探头式过程成像仪。图3中的探头式过程成像仪与图2中的探头式过程成像仪的区别主要在于：图3中的探头式过程成像仪的光源150设置于相机130的镜头131内，并且该探头式过程成像仪还包括内置于L型支架140的第二支腿142且面向透光窗口160的反射镜170。在此示例中，相机130的镜头131为同轴镜头，并且所述L型支架140的第一支腿141与探管120的第二端可拆卸连接。反射镜170可以为平面反射镜、凸面反射镜或凹面反射镜。本实施例提供的探头式过程成像仪为反射型探头式过程成像仪，由置于镜头131内的光源150发射的光经过镜头131内部的透镜反射穿过透光窗口160，之后到达内置于L型支架140的第二支腿142的反射镜170，被反射镜170反射的光线在经过透光窗口160与L型支架140的第二支腿142之间的待测流体后，通过透光窗口160到达镜头131，以被相机130捕捉成像。该反射型探头式过程成像仪通过反射镜170起到光线增强的作用，达到图像较清晰的目的，适合于浓度比较低的待测流体。图4示出了图2所示的探头式过程成像仪所获取的存在硅油液滴的二氯甲烷的图像，图5示出了图3所示的探头式过程成像仪所获取的存在硅油液滴的二氯甲烷的图像，其中硅油的体积百分比为50％。用户可以根据待测流体的浓度选择合适的探头式过程成像仪。
图2所示的透射型探头式过程成像仪中用于向光源150供电的线缆从主体部110通过探管120的内部到达L型支架140，图3所示的反射型探头式过程成像仪中用于向光源150供电的线缆同样可以从主体部110通过探管120的内部到达光源，因此上述任一种探头式过程成像仪均不需要在探管120的外部设置用于向光源供电的线缆的辅助管道，使得可以缩小探管120的径向尺寸，实现探头式过程成像仪的小型化，进而可以获取处于较小容器中的待测流体的图像。
需要注意的是，还可以通过其他合适的成像仪例如非探头式成像仪来获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像，其并不受限于上面参照图2和图3所示出的两种探头式过程成像仪，只要该成像仪可以直接获取在液体中移动的固体颗粒的图像、在气体中移动的固体颗粒的图像、在液体中移动的液滴图像和在液体中的气泡的图像即可。
于一种具体实施方式中，所述获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像，可以包括：通过控制对所述探头式过程成像仪的光源施加与用于所述探头式过程成像仪所包括的相机的快门的第一脉冲激发信号同步的第二脉冲激发信号，获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像，其中所述第一脉冲激发信号的周期长度与根据所述相机的图像采集速率所确定的采集每张图像所需的第一时间相等，所述第一脉冲激发信号的每个周期与所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间之和相符，也就是说，所述第一脉冲激发信号的每个周期由所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间三者组成。此措施可以确保探头式过程成像仪的快门和光源同步，以使所获取的每张图像均比较清晰。
步骤S12，从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。
于一种具体实施方式中，所述从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，可以包括：利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测并对检测结果进行集合，获得多个颗粒边缘；对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像；根据每一个所述颗粒图像计算该颗粒图像对应的颗粒的投影面积，并根据公式计算所述颗粒图像对应的颗粒的当量直径d，其中A为所述投影面积；统计所计算出的颗粒的当量直径的第一总数目，并提取所计算出的颗粒的当量直径和所述第一总数目作为颗粒信息。利用上述步骤可以计算获得所获取的图像中的颗粒的当量直径。在具体计算中，可以设定颗粒的填充面积作为该颗粒的投影面积，例如实际操作中可以用某一值填充闭合后的颗粒边缘，然后删除所获取图像的背景，根据各个填充面积来获取颗粒的投影面积。
进一步地，在所述利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测之前，所述方法还可以包括：判断每一个所述图像是否为灰度图，并在该图像不是灰度图时，将该图像转换为灰度图。将图像转换为灰度图的操作便于颗粒当量直径的后续计算。
进一步地，所述对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像，可以包括：对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作，并且仅保留填充面积大于预设阈值的颗粒图像作为得到的颗粒图像。所述预设阈值可以由用户设定，使得此操作可以滤除图像中微小的噪点，以防止将图像噪点误识别为颗粒。
于一种具体实施方式中，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：统计所计算出的颗粒的当量直径中处于每个直径区间内的当量直径的第二总数目，并计算所述第二总数目占所述第一总数目的百分比，得到所述悬浮颗粒的粒径分布，其中所述每个直径区间是通过对由所计算出的颗粒的当量直径中的最小当量直径与最大当量直径形成的直径区间等间隔划分形成的。具体地，假定直径区间为Δdp，可以计算在dp与dp+Δdp之间的当量直径的第二总数目占第一总数目即颗粒总数的百分比g＝Δn/n0×100％，Σg＝100％，其中Δn为在dp与dp+Δdp之间的当量直径的第二总数目，n0为第一总数目。
于一种具体实施方式中，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：根据所提取的颗粒信息以及该图像之前预设数目的图像的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。所述预设数目可以由用户设定，其并不受限于特定值。由于图像采集速率一般较快，因此针对单张图像进行颗粒粒度分布的统计往往会由于颗粒过少或者突然出现某个大颗粒而导致数据不准确。当在对某一时刻获取的图像进行分析时结合该图像前面的数张图像的颗粒信息进行平均统计，可以降低误差，从而提高分析结果的可靠性和准确性。
进一步地，所述方法还可以包括：确定所计算出的颗粒的当量直径中满足预设条件的当量直径，所述预设条件为所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于该当量直径的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比等于预设阈值。所述预设阈值可以由用户设定。例如，可以确定所计算出的颗粒的当量直径中的D10、D50和D90，其中D10是指所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于D10的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比为10％，D50是指所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于D50的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比为50％，D50接近于平均粒径，D90是指所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于D90的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比为90％。以此方式可以明确获知流体中所存在悬浮颗粒的大体粒径分布，例如可以获知流体中所存在悬浮颗粒的平均粒径。类似地，在确定D10、D50和D90等时，也可以结合当前图像之前预设数目的图像的颗粒信息来进行，以降低误差，从而提高分析结果的可靠性和准确性。此外，还可以进一步统计例如D10、D50和D90等随时间变化的趋势。
步骤S13，同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
具体地，可以将所获取的图像和该图像相对应的粒径分布同时显示给用户，以使用户不仅可以获知待测流体中存在的悬浮颗粒的形貌信息，还可以获知所述悬浮颗粒的粒径分布。图6示出了同时显示所获取的图像和该图像相对应的粒径分布的一种示例性界面。图6所示的界面中针对的颗粒为浓度为20g/100ml的乙酰水杨酸，示出其冷却结晶过程，其中初始温度为30℃，最终温度为22℃，降温速率为1℃/min。请参阅图6，界面的左边窗口显示颗粒的形貌，可以清楚地看出乙酰水杨酸的晶体为菱形或方形；右边窗口中显示出颗粒的粒径大小和分布(如粒径分布直方图和粒径曲线)。
进一步地，还可以存储所获取的图像，例如以bmp、jpg、tiff等图片格式存储，或者以录像的形式存储。此外，还可以保存针对每个图像计算获得的颗粒信息、粒径分布等。
在本发明实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法中，获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像，根据从每个图像的图像信息中提取出的颗粒信息计算悬浮颗粒的粒径分布，并同时显示图像和与该图像相对应的粒径分布。由此可见，利用本发明实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法可以在获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像的同时在线提供悬浮颗粒的粒径分布。
第二实施例
图7示出了本发明第二实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测***的一种示意性结构图。请参阅图7，本发明第二实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测***200可以包括彼此电连接的图像采集单元210、处理单元220以及显示单元230。
所述图像采集单元210用于获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像。
所述处理单元220用于从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。
所述显示单元230用于同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
于一种具体实施方式中，所述处理单元220可以：利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测并对检测结果进行集合，获得多个颗粒边缘；对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像；根据每一个所述颗粒图像计算该颗粒图像对应的颗粒的投影面积，并根据公式计算所述颗粒图像对应的颗粒的当量直径d，其中A为所述投影面积；统计所计算出的颗粒的当量直径的第一总数目，并提取所计算出的颗粒的当量直径和所述第一总数目作为颗粒信息。
进一步地，在利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测之前，所述处理单元220还可以：判断每一个所述图像是否为灰度图，并在该图像不是灰度图时，将该图像转换为灰度图。
于一种具体实施方式中，关于对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像，所述处理单元220可以：对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作，并且仅保留填充面积大于预设阈值的颗粒图像作为得到的颗粒图像。
于一种具体实施方式中，关于根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，所述处理单元220可以：统计所计算出的颗粒的当量直径中处于每个直径区间内的当量直径的第二总数目，并计算所述第二总数目占所述第一总数目的百分比，得到所述悬浮颗粒的粒径分布，其中所述每个直径区间是通过对由所计算出的颗粒的当量直径中的最小当量直径与最大当量直径形成的直径区间等间隔划分形成的。
于一种具体实施方式中，关于根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，所述处理单元220可以：根据所提取的颗粒信息以及该图像之前预设数目的图像的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。
进一步地，所述处理单元220还可以：确定所计算出的颗粒的当量直径中满足预设条件的当量直径，所述预设条件为所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于该当量直径的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比等于预设阈值。
图像采集单元210可以为上面参照图2和图3描述的探头式过程成像仪，或其他合适的成像装置如非探头式成像仪。进一步地，参阅图8，所述***200还可以包括与所述图像采集单元210和所述处理单元220电连接的同步控制单元240。所述同步控制单元240用于：控制对所述探头式过程成像仪的光源施加与用于所述探头式过程成像仪所包括的相机的快门的第一脉冲激发信号同步的第二脉冲激发信号，其中所述第一脉冲激发信号的周期长度与根据所述相机的图像采集速率所确定的采集每张图像所需的第一时间相等，所述第一脉冲激发信号的每个周期与所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间之和相符。
图8中还示出了装有待测流体(存在悬浮颗粒)的容器250(如结晶反应器，流化床等)，其中可以使用搅拌桨251搅拌容器250中存在悬浮颗粒的待测流体，以使颗粒均匀分布于待测流体。如图8所示，作为探头式过程成像仪的图像采集单元210可以伸入到容器250中获取待测流体的图像，同步控制单元240(也被称为光源和闪频控制器)控制探头式过程成像仪的光源和相机快门同步操作，处理单元220对图像采集单元210获取的图像进行分析处理获得悬浮颗粒的粒径分布，显示单元230显示图像采集单元210获取的图像和该图像对应的粒径分布。
本实施例对实时测量颗粒粒径分布的成像检测***200的各功能模块实现各自功能的具体过程，请参见以上方法实施例中描述的具体内容，此处不再赘述。此外，本实施例提供的实时测量颗粒粒径分布的成像检测***200还可以根据需要包括更多或更少的部件，本发明具体实施方式并不以此为限。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测方法，其特征在于，包括：
获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像；
从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布；
同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，包括：
利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测并对检测结果进行集合，获得多个颗粒边缘；
对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像；
根据每一个所述颗粒图像计算该颗粒图像对应的颗粒的投影面积，并根据公式计算所述颗粒图像对应的颗粒的当量直径d，其中A为所述投影面积；
统计所计算出的颗粒的当量直径的第一总数目，并提取所计算出的颗粒的当量直径和所述第一总数目作为颗粒信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述利用不同的边缘检测参数对每一个所述图像进行边缘检测之前，所述方法还包括：
判断每一个所述图像是否为灰度图，并在该图像不是灰度图时，将该图像转换为灰度图。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作得到颗粒图像，包括：
对每一个所述颗粒边缘执行闭合和填充操作，并且仅保留填充面积大于预设阈值的颗粒图像作为得到的颗粒图像。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：
统计所计算出的颗粒的当量直径中处于每个直径区间内的当量直径的第二总数目，并计算所述第二总数目占所述第一总数目的百分比，得到所述悬浮颗粒的粒径分布，其中所述每个直径区间是通过对由所计算出的颗粒的当量直径中的最小当量直径与最大当量直径形成的直径区间等间隔划分形成的。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所计算出的颗粒的当量直径中满足预设条件的当量直径，所述预设条件为所计算出的颗粒的当量直径中值小于或等于该当量直径的所有当量直径的第三总数目占所述第一总数目的百分比等于预设阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布，包括：
根据所提取的颗粒信息以及该图像之前预设数目的图像的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个图像是利用探头式过程成像仪获取的，所述获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像，包括：
通过控制对所述探头式过程成像仪的光源施加与用于所述探头式过程成像仪所包括的相机的快门的第一脉冲激发信号同步的第二脉冲激发信号，获取存在悬浮颗粒的待测流体的图像，
其中所述第一脉冲激发信号的周期长度与根据所述相机的图像采集速率所确定的采集每张图像所需的第一时间相等，所述第一脉冲激发信号的每个周期与所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间之和相符。
9.一种实时测量颗粒粒径分布的成像检测***，其特征在于，包括彼此电连接的图像采集单元、处理单元以及显示单元，
所述图像采集单元用于获取存在悬浮颗粒的待测流体的多个图像；
所述处理单元用于从每一个所述图像的图像信息中提取颗粒信息，并根据所提取的颗粒信息计算所述悬浮颗粒的粒径分布；
所述显示单元用于同时显示所述图像和与所述图像相对应的粒径分布。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述图像采集单元为探头式过程成像仪，所述***还包括与所述图像采集单元和所述处理单元电连接的同步控制单元，所述同步控制单元用于：控制对所述探头式过程成像仪的光源施加与用于所述探头式过程成像仪所包括的相机的快门的第一脉冲激发信号同步的第二脉冲激发信号，其中所述第一脉冲激发信号的周期长度与根据所述相机的图像采集速率所确定的采集每张图像所需的第一时间相等，所述第一脉冲激发信号的每个周期与所述快门的开启延迟时间、开启时间和重新开启所需时间之和相符。
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