一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法，主要步骤为：将氨合成活性实验装置和摄像头分别与智能设备相连接后在摄像头与实验装置的吸收指示瓶之间放置一块中间挖空呈现出镂空形状的挡板，并让挡板的颜色与吸收指示瓶中标准滴定液未反应之前的颜色一致；开启氨合成活性实验后通过摄像头记录挡板上的形状变化，当挡板上出现清晰的镂空形状时，智能设备自动读出此刻实验装置中的余气体积、测定室温和大气压；最后根据所记录的数据即可检测出氨合成活性。本发明专利技术所提供的检测方法克服了传统人工操作重复性较差的不足，不仅准确度高还具有价格便宜和操作便利的优点，与现有的基于颜色传感技术相比也具有操作简易和成本更低的优点。

An Ammonia Synthesis Activity Detection Method Based on Shape Recognition Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法
本专利技术属于化学测量
，具体涉及一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法。
技术介绍
在工业氨合成应用中，对催化剂活性进行测定是必要的，但目前对其氨合成活性测定的主流方法(如，氨合成催化剂活性试验方法-中华人民共和国化工行业标准，HG/T3545-2014)是通过人工判断指示剂溶液变色终点，并记录通气体积，最后计算获得其出口氨体积分数以分析其催化活性。但是通过人工判断指示剂溶液变色终点来测定氨合成活性的方法也存在一些不足：在重复性方面，因不同的人对显色终点的判定不同而存在不可避免的人为误差；在成本方面，整个氨合成活性测定中均需要人工全程跟踪及记录，费时费力，人工成本高。近年来，随着颜色传感及智能设备技术的快速发展，采用智能设备颜色识别技术辅助判断基于颜色变化指示的滴定终点及其在化学测量等领域的应用受到人们的关注。例如，2015年周洋等开发了糖厂硫熏强度自动检测仪，模拟传统的硫熏强度的滴定(间接碘量法)检测法，以淀粉为指示剂使用已知浓度的标准碘液来滴定中和，设计了一套基于颜色传感器的硫熏强度在线滴定检测仪(周洋.糖厂硫熏强度自动检测仪的开发[D].广州：华南理工大学.2015)。2010年胡雪婷等报道了基于图像识别的吸蓝量滴定终点自动判定新方法，在现有膨润土吸蓝量滴定测试法原理的基础上，作者提出一种基于图像识别技术的吸蓝量滴定终点判断新方法，该方法利用不同颜色在RGB三通道中的感光程度的差别，对彩色图像进行RGB三通道分解和减法运算，计算淡蓝色晕环和内圈深蓝色斑点的面积比值，当比值达到预设值后，判断达到滴定终点(胡雪婷，樊自田，龙威.基于图像识别的吸蓝量滴定终点自动判定新方法[J].铸造，2010，59(4)：375-378)。这些方法涉及到颜色或图像采集、颜色图像的处理及分析等，过程较复杂，对设备要求较高。因此，有必要研制一种更为简易可行的氨合成活性智能检测技术，并具有可克服传统人工操作重复性较差的不足，提高判定变色终点的准确度，减轻操作人员的劳动强度，降低人工成本等特点。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足之处，本专利技术目的在于提供一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法，具体步骤如下：1)将氨合成活性实验装置和摄像头分别与智能设备相连接，在所述摄像头与氨合成活性实验装置的吸收指示瓶之间放置一块挡板，其中，所述挡板的颜色与吸收指示瓶中标准滴定液未反应之前的颜色一致，将所述挡板中间挖空呈现出镂空形状；2)开启摄像头并调节挡板的位置至所述摄像头中显示镂空形状的背景完全为吸收指示瓶中的标准滴定液，此时所述摄像头所记录到的挡板为均一颜色并不显示出镂空形状；3)开启氨合成活性实验，并通过摄像头记录挡板上的形状变化，当挡板上出现清晰的镂空形状时，智能设备自动读出此刻氨合成活性实验装置中的气体流量计中的余气体积、测定时室温和大气压；4)根据步骤3)中记录的气体流量计计量余气体积、测定时室温和大气压即可得出氨合成活性。优选地，步骤1)中所述的镂空形状可为任意形状但面积小于所述吸收指示瓶中标准滴定液在竖直方向上的横截面积。优选地，所述的智能设备选自计算机，手机或平板电脑中的一种。本专利技术的设计原理如下：在氨合成活性测定中，可通过摄像头记录位于挡板上的形状变化，这是因为当通气刚开始时挡板为均一颜色且上面并不显示出镂空形状，通气一定时间后，氨合成活性实验装置中吸收指示瓶中的标准滴定液颜色出现突变，此时摄像头可记录到挡板上镂空的形状，那么即可通过智能设备读取氨合成活性实验数据，最后通过记录的气体流量计计量余气体积、测定时室温和大气压即可得出氨合成活性。本专利技术的优点：(1)本专利技术所提供的基于形状识别技术的氨合成活性检测方法采用摄像头进行记录，不仅提高了判定变色终点的准确度而且还具有价格便宜和操作便利的优点。(2)本专利技术所提供的所提供的基于形状识别技术的氨合成活性检测方法实现了氨合成活性的智能检测，可克服传统人工操作重复性较差的不足，还极大减轻了操作人员的劳动强度，有效地降低了人工操作成本。(3)本专利技术所提供的基于形状识别技术的氨合成活性检测方法与现有的基于颜色传感技术相比，还具有操作简易和成本更低的优点。附图说明图1是本专利技术所提供的基于形状识别技术的氨合成活性检测方法的示意图；图2是本专利技术所提供的基于形状识别技术的氨合成活性检测方法的判断反应终点的示意图；具体实施方式下面进一步结合实施例以详细说明本专利技术。同样应理解，以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，示例中具体的质量、反应时间和温度、工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，本领域的技术人员根据本专利技术的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本专利技术的保护范围。实施例中未注明具体技术或条件者，均为按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买的常规产品。实施例11)将氨合成活性实验装置和摄像头分别与智能设备相连接，在摄像头与氨合成活性实验装置的吸收指示瓶之间放置一块挡板。其中，吸收指示瓶内装有1.00mL浓度为0.1010mol/L的硫酸标准滴定液，加入2～3滴甲基红指示剂，再加水稀释，溶液呈红色，并在吸收指示瓶下方放置磁力搅拌器进行搅拌；挡板的颜色必须与吸收指示瓶中标准滴定液未反应之前的颜色一致，均为红色，然后将挡板中间挖空呈现镂空形状，例如图1所示的“OK”形状，并确保该形状的面积小于吸收指示瓶中标准滴定液在竖直方向上的横截面积；2)开启摄像头并调节挡板的位置至摄像头中显示镂空形状的背景完全为吸收指示瓶中的标准滴定液，此时摄像头所记录到的挡板为均一红色并不显示出镂空形状；3)开启氨合成活性实验，加入氨合成催化剂，反应空速70000h-1，反应温度400℃，反应压力1.0MPa，并通过高清摄像头记录挡板上的形状变化。当吸收指示瓶内溶液颜色由红色突变为橙黄色，挡板上随即出现清晰的镂空形状“OK”时(如图2所示)，智能设备程序读取氨合成活性实验相关数据：湿式气体流量计计量的余气体积数值为0.545L、测试时室温为298K、大气压为102300Pa；4)将步骤3)中记录的气体流量计计量余气体积、测试时室温和大气压输入到智能设备(可使用计算机，手机或平板电脑)中进行计算即可检测出氨合成活性，结果氨合成活性以出口氨体积分数ψ计为0.91％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法，其特征在于具体步骤如下：1)将氨合成活性实验装置和摄像头分别与智能设备相连接，在所述摄像头与氨合成活性实验装置的吸收指示瓶之间放置一块挡板，其中，所述挡板的颜色与吸收指示瓶中标准滴定液未反应之前的颜色一致，将所述挡板中间挖空呈现出镂空形状；2)开启摄像头并调节挡板的位置至所述摄像头中显示镂空形状的背景完全为吸收指示瓶中的标准滴定液，此时所述摄像头所记录到的挡板为均一颜色并不显示出镂空形状；3)开启氨合成活性实验，并通过摄像头记录挡板上的形状变化，当挡板上出现清晰的镂空形状时，智能设备自动读出此刻氨合成活性实验装置中的气体流量计中的余气体积、测定时室温和大气压；4)根据步骤3)中记录的气体流量计计量余气体积、测定时室温和大气压即可得出氨合成活性。

【技术特征摘要】
1.一种基于形状识别技术的氨合成活性检测方法，其特征在于具体步骤如下：1)将氨合成活性实验装置和摄像头分别与智能设备相连接，在所述摄像头与氨合成活性实验装置的吸收指示瓶之间放置一块挡板，其中，所述挡板的颜色与吸收指示瓶中标准滴定液未反应之前的颜色一致，将所述挡板中间挖空呈现出镂空形状；2)开启摄像头并调节挡板的位置至所述摄像头中显示镂空形状的背景完全为吸收指示瓶中的标准滴定液，此时所述摄像头所记录到的挡板为均一颜色并不显示出镂空形状；3)开启氨合成活性实验，并通过摄像头记录挡板上的形状变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敬东，陈燕妹，何萍，王勇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35