Método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido en el interior de una celda y sistema para su puesta en práctica.

Método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido en el interior de una celda y sistema para su puesta en práctica.

La presente invención hace referencia a un método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido que comprende las siguientes fases:

(i) llevar la celda de equilibrio (1) a la situación de llenado estacionario, y comenzar a medir y a contabilizar las gotas;

(ii) obtener una serie de imágenes mediante la cámara digital (2) de alta velocidad;

(iii) extraer una sección representativa de la línea de separación del nivel del líquido dentro de la celda de las imágenes obtenidas en la fase (ii), y

(iv) realizar un análisis de las imágenes obtenidas en la fase (iii), basándose en las variaciones de los armónicos generados en la línea base definida por el nivel de líquido obtenido, para identificar con precisión la existencia de una nueva gota inmersa en el nivel de líquido.

También es característico de la invención un sistema para la puesta en práctica de dicho método que comprende una celda de equilibrio (1), una cámara digital de alta velocidad (2), medios de iluminación (3) y un ordenador (4).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300385.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ORTEGA SAAVEDRA,Juan, DE LA NUEZ PESTANA,Ignacio Agustín, RIOS SANTANA,Raúl Jorge, FERNÁNDEZ SUÁREZ,Luis Jesús.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO... > G01F13/00 (Aparatos para la medida volumétrica y el suministro de fluidos o materiales sólidos fluyentes no previstos en los grupos precedentes)
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Método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido en el interior de una celda y sistema para su puesta en práctica.

Descripción:

Método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido en el interior de una celda y sistema para su puesta en práctica

La presente invención se refiere a un método para la contabilización de las gotas de un líquido que fluyen a través de una célula mediante la detección y reconocimiento óptico de las mismas, y el sistema para su puesta en práctica.

Antecedentes de la invención

Actualmente, existen numerosas técnicas en la industria para medir grandes flujos o caudales de un líquido. Sin embargo, no existen técnicas adecuadas para medir el flujo o caudal de un líquido cuando este es muy pequeño, para estos casos se recurre a un observador que realiza el recuento de gotas de un líquido cuando dicha información es necesaria.

Existen documentos de patente que describen métodos y dispositivos electrónicos que permiten detectar y contar gotas de un líquido (JP 4203600 A, WO 0042394 Al, WO 9217228 Al y US 7414255 Bl), pero solo el documento de patente JP 4203600 A hace referencia a un método basado en el análisis de imágenes. Dicho documento de patente JP 4203600 A hace referencia a un método que permite la localización de una gota utilizando una cámara. Este método solo es válido cuando el líquido es un combustible o un aceite, ya que calcula las áreas en las posiciones donde se genera la gota para determinar el volumen. Sin embargo, el método propuesto permite la detección de las perturbaciones en la línea de referencia horizontal al caer la gota en la célula de medida, por lo que al no basarse en la detección de la creación de la gota y/o de su volumen es independiente del tipo de líquido a estudiar.

El método propuesto permite automatizar el procedimiento de detección y recuento de gotas de un líquido cualquiera que fluye a través de una celda de medida, aportando información precisa y reduciendo los errores de medida.

Sumario de la invención

La presente invención hace referencia a un método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido que comprende las siguientes fases:

(i) llevar la celda de equilibrio (1) a la situación de llenado estacionario, y comenzar a medir y a contabilizar las gotas;

(ii) obtener una serie de imágenes mediante la cámara digital (2) de alta velocidad;

(iii) extraer una sección representativa de la línea de separación del nivel del líquido dentro de la celda de las imágenes obtenidas en la fase (ii), y

(iv) realizar un análisis de las imágenes obtenidas en la fase (iii), basándose en las variaciones de los armónicos generados en la línea base definida por el nivel de líquido obtenido, para identificar con precisión la existencia de una nueva gota inmersa en el nivel de líquido.

También es característico de la invención un sistema para la puesta en práctica de dicho método que comprende una celda de equilibrio (1), una cámara digital de alta velocidad (2), medios de iluminación (3) y un ordenador (4).

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra de forma esquemática el sistema para la puesta en práctica del método.

Descripción detallada de una realización preferida de la invención

Aunque la invención se describe en términos de una realización específica preferida, será fácilmente evidente para los expertos en esta técnica que se pueden hacer diversas modificaciones, redisposiciones y reemplazos. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas a la misma.

El método propuesto consiste en estudiar la evolución de las imágenes obtenidas por una cámara digital de alta velocidad (2), basándose en las variaciones de la línea base o de referencia, que permite detectar con precisión la caída de la gota sobre esta línea.

En primer lugar, se rellena el codo indicado en la celda de equilibrio (1) para obtener la línea de referencia. Posteriormente, se identifica la zona donde se ha situado la línea base o de referencia para centrar la cámara digital de alta velocidad (2). La caída de las gotas sobre la superficie o sobre el nivel del líquido genera un movimiento que se visualiza mediante ondas sobre la superficie del líquido.

Una vez capturada la imagen y en tiempo real se analiza dicha información y además se dispone de un conjunto de ficheros, cada uno de los cuales contiene el histórico fotográfico de las oscilaciones generadas en las gotas detectadas.

Para extraer la información acerca del número de gotas a partir de imágenes fotográficas se trabaja directamente sobre las matrices asociadas a cada imagen, que contienen los valores numéricos de cada pixel. Por simplicidad, se trabaja con las matrices en escala de grises. Realizando la transformada de Fourier se detecta la amplitud máxima que coincidirá con la

existencia de una caída de gota y la amplitud mínima que representa la inexistencia de gotas sobre la superficie del líquido.

Mediante la cuenta entre los valores máximos y mínimos y su relación con los tiempos de captura de cada una de las imágenes, permitirán contar y por lo tanto generar la indicación 5 del número de gotas por unidad de tiempo (ej. minutos). Para disponer de una adecuada precisión se han de capturar un número de imágenes por segundo. La intensidad de luz exterior deberá ajustarse para lograr una precisa respuesta.

Para la puesta en práctica de dicho método se requiere un sistema que comprende esencialmente una celda de equilibrio (1), una cámara digital de alta velocidad (2), un 10 sistema de iluminación con un fondo opaco (3) y un ordenador (4).

La celda de equilibrio (1) queda constituida por un cuerpo central de pequeño volumen situado en el interior de otro de mayor volumen, que actúa como camisa térmica, contando con dos accesos al cuerpo interior; uno por la parte superior, por donde se introduce el líquido y otro por un extremo, donde se utilizará de rebosadero para garantizar la línea base 15 o de referencia.

Cuando la celda de equilibrio (1) llega al estado estacionario definiendo la línea base se empiezan a tratar las imágenes que han sido capturadas desde la cámara digital (2) de alta velocidad enfocada al interior de la celda de equilibrio (1). Para lograr fotografías de la mejor calidad, se utiliza un fondo opaco y un medio de iluminación apropiado (3). La 20 dirección de la cámara digital (2) puede dirigirse hacia el fondo o directamente al interior de la celda de equilibrio (1), obteniéndose diferentes prestaciones en ambos casos.

Por último, el control, la comunicación y el manejo de los datos proporcionados por los distintos elementos que componen el sistema se lleva a cabo mediante un software instalado en un ordenador (4).


 


Reivindicaciones:

L- Método para la detección y contabilización de las gotas de un líquido que comprende las siguientes fases:

(i) llevar la celda de equilibrio (1) a la situación de llenado estacionario, y comenzar a medir y

a contabilizar las gotas;

(ii) obtener una serie de imágenes mediante la cámara digital (2) de alta velocidad;

(iii) extraer una sección representativa de la línea de separación del nivel del líquido dentro de la celda de las imágenes obtenidas en la fase (ii), y

(iv) realizar un análisis de las imágenes obtenidas en la fase (iii), basándose en las variaciones de los armónicos generados en la línea base definida por el nivel de líquido obtenido, para identificar con precisión la existencia de una nueva gota inmersa en el nivel de líquido.

2.- Sistema para la puesta en práctica del método antes mencionado que comprende una celda de equilibrio (1), una cámara digital de alta velocidad (2), medios de iluminación (3) y un 15 ordenador (4).