【GB国家标准】 中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定图像分析法

GB/T 38902—2020 中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定 图像分析法 Determination of hollow fiber membrane cross-section dimensions—Image analysis method 前言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。本标准由全国分离膜标准化技术委员会 (SAC/TC 382) 提出并归口。 本标准起草单位：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所、三达膜科技（厦门）有限公司、北京君翌科技有限公司、山东金汇膜科技股份有限公司、山东招金膜天股份有限公司、广州中国科学院先进技术研究所、杭州易膜环保科技有限公司、浙江长兴求是膜技术有限公司、海南立昇净水科技实业有限公司、天津膜天膜科技股份有限公司、浙江津膜环境科技有限公司、天津膜天膜工程技术有限公司。 本标准主要起草人：王旭亮、潘献辉、李宗雨、张艳萍、陈慧英、张默、宋玉志、王乐译、陈顺权、王炎锋、张星星、陈忧、胡晓宇、王希、张兵涛、孙文挺、许以农、席雪洁、刘洋。 1 范围 本标准规定了采用图像分析法对中空纤维膜丝直径和壁厚进行测定和计算的方法。本标准适用于中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定。 注：本标准所指的“直径”包括膜丝的外径和内径，对于非圆形截面时指等效圆面积直径。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 21649.1—2008 粒度分析 图像分析法 第1部分：静态图像分析法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 中空纤维膜 (hollow fiber membrane) 外形为纤维状、空心的具有自支撑作用的膜。注：对于反渗透膜，皮层在外表面；对于超滤膜和微滤膜，皮层在内表面、外表面或内、外表面。[GB/T 20103—2006 定义 2.1.28] 3.2 像素 (pixel) 数字化图像中的独立单元，是由水平和垂直方向划分的均一区域。[GB/T 21649.1—2008，定义 3.1.11] 3.3 灰度图像 (grey image) 每个像素有不同灰度等级的图像。[GB/T 21649.1—2008, 定义 3.1.8] 3.4 二值化 (binary) 数字图像由一系列数值为 0 或 1 的像素构成，在可视屏上这些数值通常显示为明、暗两种区域，或由两种不同颜色的伪彩色图表示。[GB/T 21649.1—2008, 定义 3.1.3] 3.5 阈值分割 (threshold segmentation) 通过设定不同的特征阈值，把图像像素点分为若干类。注：包括直接来自原始图像的灰度或彩色特征，以及由原始灰度或彩色值变换得到的特征。 3.6 边缘界定 (edge finding) 一种判定物体与背景间边界的方法。[GB/T 21649.1—2008, 定义 3.1.4] 4 原理 截取中空纤维膜丝径向截面，在显微镜下进行成像，利用阈值分割、二值化和边缘界定等图像分析方法处理图像，最终得到中空纤维膜丝截面的直径、壁厚等数据。典型图像分析法的流程参见附录 A。 5 仪器和器具 5.1 显微镜 光学显微镜设备应符合下列要求： a) 应为正置、反射显微镜，视场足以覆盖整个纤维截面，具有图像摄取功能；目镜宜采用 10 倍目镜，单枚目镜配备十字测微尺； b) 显微镜反射光源应采用卤素光源配备日光滤色片或者采用白色 LED 光源； c) 显微镜应具备目镜、物镜、摄像头 3 目观察系统，并且配备图像采集系统。 5.2 制样器具 制样器具应符合下列要求： a) 宜选用四面光滑、垂直、平整、带柱状孔具有一定厚度的夹具板，能使样品的截面保持水平地放置于物镜下； b) 夹具板的柱状孔，应根据具体需求进行开孔，常用的开孔从 0.2 mm 到 3.0 mm 不等； c) 切割样品的刀片应锋利，能切出平整的截面。 6 试样制备 将中空纤维膜丝垂直放置于夹具板上合适尺寸的柱状孔中，确保膜丝与柱状孔基本贴合，采用低熔点液体石蜡固定，使膜丝内腔充满石蜡。待石蜡凝固后使用锋利刀片沿夹具板平面切断膜丝，获得膜丝截面。所获得的截面通过观察，应符合下列要求： a) 截面应无明显形变，保持试样原结构不变； b) 截面应无因切割产生的拖尾现象，边缘分界明显； c) 截面应放在物镜下后，处于同一个焦平面。 7 图像采集与存储 将样品放置于显微镜载物台上，通过光学显微镜目镜进行观测。