[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于圖像采集測(cè)定表面活性劑溶液濃度的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010117707.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111198188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任曉娟;王睿;羅向榮;張?chǎng)?/a>;趙帥;田進(jìn);王杠杠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/85
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/85
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開(kāi)一種基于圖像采集測(cè)定表面活性劑溶液濃度的方法，首先通過(guò)配制表面活性劑已知濃度系列溶液；然后使用點(diǎn)樣毛細(xì)管垂直插入配制的不同濃度表面活性劑溶液中，觀察并記錄不同濃度表面活性劑溶液的毛細(xì)現(xiàn)象圖像，以此建立足夠的數(shù)據(jù)庫(kù)；在測(cè)量未知濃度的表面活性劑溶液的濃度時(shí)，使用點(diǎn)樣毛細(xì)管垂直插入未知濃度的表面活性劑待測(cè)溶液中，并觀察待測(cè)表面活性劑溶液毛細(xì)現(xiàn)象圖像，對(duì)應(yīng)已知濃度表面活性劑溶液毛細(xì)現(xiàn)象圖像，獲得表面活性劑待測(cè)溶液的濃度。本發(fā)明以毛細(xì)現(xiàn)象為原理，通過(guò)觀察表面活性劑溶液的毛細(xì)現(xiàn)象圖像，結(jié)合表面活性劑溶液降低表面張力和改變潤(rùn)濕性的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知濃度的表面活性劑溶液濃度的快速準(zhǔn)確測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于溶液濃度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像采集測(cè)定表面活性劑溶液濃度的方法。

背景技術(shù)

溶液的濃度是指在一定量的溶液(或溶劑)中所含溶質(zhì)的量。目前常用的濃度測(cè)定方法主要有滴定分析法、密度測(cè)定法和折光率測(cè)定法。滴定分析法，是一種化學(xué)分析方法，是將一種已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液逐滴滴加到待測(cè)溶液中，直到化學(xué)反應(yīng)完全為止，然后根據(jù)所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和體積求得待測(cè)溶液組分濃度的方法。密度測(cè)定法是根據(jù)單組分的溶液在一定的濃度范圍內(nèi)，其濃度與密度有固定的關(guān)系(c＝1000ρw/M，c為摩爾濃度，mol/L；ρ為密度，g/ml；w為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％；M為溶質(zhì)摩爾質(zhì)量，g/mol。)，而通過(guò)測(cè)定待測(cè)溶液的密度進(jìn)而計(jì)算待測(cè)溶液濃度的方法，主要包括密度瓶測(cè)試法、浮力式密度計(jì)法、放射性密度計(jì)法和超聲波測(cè)試法。密度瓶測(cè)試法是指在特定溫度下，分別測(cè)定充滿同一密度瓶的水及待測(cè)溶液的質(zhì)量，由水的質(zhì)量可以確定密度瓶的容積及待測(cè)溶液的體積，根據(jù)待測(cè)溶液的質(zhì)量及體積即可計(jì)算其密度；浮力式密度計(jì)法是指在特定溫度下，分別測(cè)量浮錘完全浸沒(méi)在水里及待測(cè)溶液中的浮力，由于浮錘所排開(kāi)的水的體積與所排開(kāi)的待測(cè)溶液的體積相同，所以，根據(jù)水的密度及浮錘在水中和待測(cè)溶液中的浮力即可計(jì)算出待測(cè)溶液的密度；放射性密度計(jì)法是指利用放射性輻射(例如γ射線)穿過(guò)待測(cè)溶液時(shí)，輻射強(qiáng)度隨待測(cè)溶液密度變化的原理來(lái)測(cè)量待測(cè)溶液密度的方法；超聲波測(cè)試法是指超聲波在特定溫度下，在特定的濃度或密度的液體中的傳遞速度是確定的，當(dāng)液體密度發(fā)生變化，則超聲波的傳導(dǎo)速度也相應(yīng)變化，因此，液體在一定溫度下超聲波在其中傳導(dǎo)速度的不同則反映了液體密度或濃度的相應(yīng)變化。折光率測(cè)定法利用了光的折射原理，每一種溶液的濃度都會(huì)與光的折射率相關(guān)，測(cè)量光發(fā)生折射時(shí)的臨界角即能夠確定溶液的濃度。

滴定分析法及密度測(cè)定法中的密度瓶測(cè)試法化驗(yàn)數(shù)據(jù)滯后，在實(shí)際生產(chǎn)上不能及時(shí)調(diào)整溶液濃度；浮力式密度計(jì)法只能應(yīng)用于相對(duì)靜止的液體場(chǎng)合，且當(dāng)液體分層時(shí)，容易造成測(cè)量誤差；放射性密度計(jì)法對(duì)工作系統(tǒng)的維護(hù)要求特別高并對(duì)人體存在傷害；超聲波測(cè)試法極易受起泡、雜質(zhì)、振動(dòng)等影響，造成測(cè)量誤差；折光率測(cè)定法應(yīng)用設(shè)備復(fù)雜昂貴，且對(duì)樣品皿清潔程度要求極高。基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，需要提出一種成本低、應(yīng)用設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作的方法來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定溶液的濃度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像采集測(cè)定表面活性劑溶液濃度的方法，本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單、易操作。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像采集測(cè)定表面活性劑溶液濃度的方法，包括如下步驟：

S1，配制表面活性劑已知濃度系列溶液；

S2，使用點(diǎn)樣毛細(xì)管垂直插入S1配制的不同濃度表面活性劑溶液中，拍攝不同濃度表面活性劑溶液的毛細(xì)現(xiàn)象圖像，并進(jìn)行觀察，得到表面活性劑不同已知濃度溶液對(duì)應(yīng)的毛細(xì)管內(nèi)表面活性劑溶液上升高度和潤(rùn)濕接觸角，并建立關(guān)于表面活性劑溶液濃度、毛細(xì)管內(nèi)表面活性劑溶液上升高度和潤(rùn)濕接觸角的數(shù)據(jù)庫(kù)；

S3，測(cè)量未知濃度的表面活性劑溶液的濃度時(shí)，使用點(diǎn)樣毛細(xì)管垂直插入未知濃度的表面活性劑待測(cè)溶液中，并觀察待測(cè)表面活性劑溶液毛細(xì)現(xiàn)象圖像，得到毛細(xì)管內(nèi)表面活性劑溶液上升高度和潤(rùn)濕接觸角，再利用所述數(shù)據(jù)庫(kù)獲得表面活性劑待測(cè)溶液的濃度。