实时光学图像法测量液相扩散系数的自动化方法

本文主要探讨了利用实时光学图像特征提取技术在液相扩散系数测量中的应用。作者杨瑞芬、翟影、孙丽存、孟伟东和普小云针对液相扩散系数的精确测量提出了创新性方法。他们将非对称液芯柱透镜与实时图像处理技术相结合，通过图像采集系统的软件开发工具包对现有系统进行扩展，开发了一套专门的应用软件，用于识别和分析图像中特定区域的亮度和宽度特征。 首先，这个系统能够自动检测并记录选定液体折射率薄层在图像中的清晰成像点位置，随着时间的推移，这些位置的变化会反映出扩散的过程。这种方法极大地提高了测量的精度和自动化程度，减少了人为因素可能引入的误差。通过Fick第二定律，研究人员能够计算出液相扩散系数，例如在室温下乙二醇在纯水中扩散系数的测定，实验结果显示为1.164×10^-5 cm^2/s，相对误差仅为0.34%，显示出该方法的高精度。 与传统的直接观察测量方法相比，这种自动化测量方法节省了大量人力，降低了主观判断的影响，且计算时间短，实验结果稳定。这对于实验室中大规模或重复性的液相扩散系数测量来说，提供了一种快速且可靠的解决方案。研究团队的成果不仅有助于提升液相扩散系数测量的标准，也对光学成像技术和材料科学的研究具有实际应用价值，特别是在科学研究和工业生产过程中，对于了解和控制物质在液相中的扩散行为至关重要。 关键词：图像特征提取、亮度及宽度分析、液相扩散系数、自动化测量技术。他们的研究被归类在光学领域（O435.2），成像科学（O439）以及物理学中的光学和光电子学（TP751.1）。云南大学物理科学技术学院的普小云教授作为通信联系人，其在光学和光电子领域的深厚背景为这项研究提供了理论支持。整个研究过程涉及到了多学科的合作，包括计算机科学、物理学和化学等，展示了现代科研团队如何利用先进技术解决实际问题的能力。