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GB／T 38902-2020 中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定 图像分析法简介：

GB/T 38902-2020 是中国国家标准，名称为《中空纤维膜的测试方法 第2部分：中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定》，该标准主要规定了中空纤维膜的结构尺寸测量方法，其中图像分析法是一种常用的技术。

图像分析法，简单来说，就是在显微镜或扫描电子显微镜下，对中空纤维膜丝的截面图像进行拍摄和分析。首先，通过高分辨率的显微设备获取纤维膜截面的清晰图片，然后使用专业的图像分析软件进行处理，包括边缘检测、形状识别、尺寸测量等步骤。软件会自动识别纤维膜的内外壁，计算出壁厚、孔径等关键尺寸。这种方法具有精度高、操作简便、重复性好等优点，能够快速、准确地获取纤维膜的结构信息。

对于中空纤维膜，其截面的尺寸直接影响其性能，如透过率、分离效率等，因此在生产和质量控制中，图像分析法是一个重要的测试工具。

GB／T 38902-2020 中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定 图像分析法部分内容预览：

GB/T 38902—2020

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《软土地基路基监控标准 GB/T51275-2017》边缘界定edge findins

一种判定物体与背景间边界的方法 GB/T21649.1—2008.定义3.1.4

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 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

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； b）目镜宜采用10倍目镜，单枚目镜配备十字测微尺； c）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 d）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。

制样器具应符合下列要求： a）宜选用四面光滑、垂直、平整、带柱状孔且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0.2mm到3.0mm不等； c）切割样品的刀片应锋利，能切出平整的截面

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； ）截面应放在物镜下后，处于同一个焦平面

去除图像光晕，增强灰度，提高图像背景与样品对比度，增强膜丝截面图像主体在灰度图像中的辨 识度，示例参见B.3。

对图像进行平滑滤波，去掉尖锐、不连续的噪声，使图像清晰，便于阈值分割与边缘界定， 宜对图像进行3次中值滤波，示例参见B.4

宜采用最大类间方差法（OTSU）。首先对图像进行灰度均匀化，得到灰度直方图。通过灰度直方 图确定图像目标与背景这两类总体灰度之间的差别，分离中值滤波后灰度图像中的目标与背景，示例参 见B.5。

识别数字图像中亮度变化明显点，有效剔除不相关的数据信息，保留中空纤维膜丝的截面信息，确 定膜丝截面边界点，示例参见B.6。

采用3阶矩阵对图像中不连续的边缘点进行闭合处理，去除图像中不连续边界点，对图像进行膨胀 和腐蚀运算，得到完整的边缘轮廓，示例参见B.7。

将图像像素转换成SI长度单位，如：微米。按GB/T21649.1一2008中6.3.6执行

9.2图像内、外径确定

采用图像圆形拟合的办法，分别求得中空纤维膜丝 截面中外圆与内圆的最小外接圆和最大内切圆 人而分别得到最小外接圆和最大内切圆的直径，中空纤维膜丝截面中外圆的最小外接圆和最大内切圆 直径的平均值即为外径，中空纤维膜丝截面中内圆的最小外接圆和最大内切圆直径的平均值即为内径

中空纤维膜丝试样的壁厚，按式（1)计算

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式中： —试样的壁厚，单位为微米（um）； D一试样的外径，单位为微米（μm）；

式中： 试样的壁厚，单位为微米（um）； D一试样的外径，单位为微米（μm）；

11.1每次测试同时取6个平行样品，以外径、内径和壁厚测试数据的算术平均值为测试结果，对结果 进行统计，得出每一项参数的标准偏差。 11.2试样的外径、内径和壁厚的计算结果保留到整数位

试验报告应包括下列内容： a） 试样编号、试样名称、设备型号； b) 图像放大倍数； c） 图像处理的步骤； d）试验结果及标准偏差； e） 试验标准（本标准编号）和环境条件： f) 试验日期和检测人员，

试验报告应包括下列内容： a）试样编号、试样名称、设备型号； b）图像放大倍数； C）图像处理的步骤； d）试验结果及标准偏差； e）试验标准（本标准编号）和环境条件； f）试验日期和检测人员，

附录A （资料性附录） 典型图像分析法流程图 图像分析法应用于中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定典型流程见图A.1

图A.1典型图像分析法的流程

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安第7章要求采集中空纤维膜丝截面的最佳图像

安8.1要求将原始图像转化为灰度图像（见图B.2

附录B （资料性附录） 典型图像处理方法实例

要求对B.2中的灰度图像进行灰度增强运算（见图

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在图像分析过程，空间域可以对灰度进行处理，由下列表达式表示： g(,)=T[f(,y)] 其中，f（α，y)为输入图像，g（α，y）为输出（处理后的)图像，T是对图像f的算子，作用于点（，y 定义的邻域。 g的值仅由f在这一点的灰度决定，T也就成了灰度变换函数。当处理灰度图像时，由于输出值 仅取决于点的灰度值，而不再是取决于点的邻域，因此灰度变换函数可以简写成如下表达式 S=T（r) 其中，r表示图像f中的灰度，s表示图像g中的灰度，两者在图像中处于相同的坐标（r，y）

中值滤波对图像进行平滑滤波，以去掉尖锐、不连续的噪声（见图B.4）。 把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的 真实值，从而消除孤立的噪声点。将像素按照像素值的大小进行排序，生成单调上升（或下冈 数据序列。二维中值滤波输出表达式如下

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实现图像信息的有效分离（见图B.5）。最大类间方差法作为常用的阈值选取方法之一，被认为是 最优的阈值自动选取方法，从提高速度的角度看，其用时是最少的，在程序实现时其速度可以满足要求， 是实时测量处理的较优方法

相关的数据信息，保留中空纤维膜丝的截面信息

对图像中不连续的边缘进行闭合处理（见图B.7）

B.8图像内、外径的确定

GB 50243-2002 英文版 通风与空调工程施工质量验收规范GB/T389022020

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采用图像圆形拟合的办法，分别求得中空纤维膜丝截面中外圆与内圆的最小外接圆和最大内切 而分别得到最小外接圆和最大内切圆的直径，则中空纤维膜丝截面中外圆的最小外接圆和最大内 直径的平均值即为外径（见图B.8）

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图B.8中空纤维膜丝截面中外圆的最小外接圆和最大内切圆图

1]GB/T20103一2006膜分离技术术语

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