[發明專利]基于視覺的自動液-液萃取方法

有效

• 申請號: 201611197294.7
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108211419B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 陳月玲;趙吉賓;隋春平;夏仁波
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B01D11/04
• 分類號: B01D11/04;G06T7/00;G06T7/10;G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發明涉及一種基于視覺的自動液?液萃取方法。其步驟為：機械臂夾持試管向上移動，相機實時采集圖像，利用圖像處理算法檢測液液分界面的位置，借助于模板匹配方法計算移液器移液頭的位置，當移液器移液頭的位置處于液液分界面位置下方，啟動移液器開始移液，調節試管上升的速度，使得移液器移液頭一直保持與液液分界面下方，當液液分界面處于錐形試管的錐形口時，降低移液器速度，使得移液器移液頭仍然位于液液分界面下方，檢測試管底部位置，當移液器移液頭到達試管底部時，停止試管的運動,移走剩余液體，結束移液，一次液液萃取結束。本發明實現了液液自動萃取，代替了繁重的人工試驗作業。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域,具體的說是一種基于視覺的自動液-液萃取方法。

背景技術

液液萃取是將兩個因溶解度差而互不相溶的液相進行分離的過程，待分離的相稱為萃取相，萃取后的溶劑稱為萃余相。液液萃取試驗是核工業中常用的重要試驗之一，該實驗中經常會用到一些具有一定放射性或腐蝕性的試劑，萃取試驗操作繁雜，重復性強，持續時間長，而且具有連續性要求。如果完全人工完成這一系列復雜的試驗操作，一方面對人體傷害較大，另一方面長時間試驗會導致注意力下降，隨著試驗級數的增加，誤操作率也同時增加。

目前現有的液液萃取的方法仍然采用人工進行萃取,為了避免放射性或腐蝕性的試劑對人體的傷害以及對環境的污染，本發明采取在手套箱借助于控制平臺和機器視覺進行液液萃取，自動完成一系列復雜試驗流程。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種基于視覺的自動液-液萃取方法，實現核工業中有機相的多級分離，實現串級萃取試驗的自動化作業。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：基于視覺的自動液-液萃取方法，包括以下步驟：

S1：將N級移液器置于一排放置，主控計算機發出指令控制相機和光源移動并對準第一級移液器；開啟相機和光源，采集移液器圖像并保存為移液器模板；

S2：主控計算機控制機械臂夾持開蓋的錐形試管放置于第一級移液器下方，設定機械臂以預設速度C上移，相機實時采集圖像從而檢測錐形試管中兩相液體交界面位置和移液器尖頭位置；

S3：當檢測到移液器尖頭位置處于兩相液體交界面位置下方達到預設值A時，啟動移液器閥以預設的移液速度開始移液，并且設定夾持試管的機械臂以預設速度B向上移動，使得移液尖頭始終處于兩相液體交界面位置下方達到預設值A+X；所述X為設置的誤差范圍；

S4：當利用相機檢測到兩相液體交界面位置處于錐形試管的錐形口時，降低移液器移液速度，保持移液尖頭處于兩相液體交界面位置下方達到預設值A+X；

S5：當檢測到移液尖頭位置到達錐形試管底部時，停止夾持試管的機械臂向上運動；利用相機檢測兩相液體交界面位置，當兩相液體交界面位置距離試管底部的距離小于預設值D時，主控計算機關閉移液器閥停止移液，從而完成第一級液-液萃取；

S6：重新返回步驟S1進行下一級萃取，直到完成N級試管液液萃取。

所述相機和光源分別搭載在兩個滑臺上，所述滑臺分別置于N級移液器兩側，并且滑臺上設置有能夠控制相機或光源移動的模塊；所述相機和移液器的距離可調，所述光源和移液器的距離可調。

所述相機為微型工業相機。

所述光源為藍色背光光源，用于補償圖像采集過程中的光源。

所述兩相液體交界面位置的獲取包括以下步驟：

對采集的圖像采用平滑方法去除噪聲；所述圖像中包含背景、錐形試管、移液器、兩相液體交界面；

將去除噪聲后的圖像轉換到頻域，先后采用離散傅里葉變換和高通濾波器對圖像進行高頻提升濾波，增強圖像邊緣信息；