李宗雨，张艳萍，王旭亮，赵静红，潘献辉

(国家海洋局 天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192)

随着近年来制膜工艺和技术不断提高，经济成本逐步降低，膜分离技术作为一种节能、环保、高效的新型分离技术，在污水处理、海水淡化、食品加工、医药提纯等领域发挥着日益重要的作用[1-4]。中空纤维膜装填密度大，有效膜面积高，清洗维护简单方便，是膜分离技术的重要组成部分[5]。中空纤维膜的截面尺寸是指膜的内径、外径、壁厚、截面积等几何参数。膜截面尺寸的准确测量，对膜组件的有效膜面积、纯水通量等关键性能指标的计算有着重要影响。理想的中空纤维膜截面结构应为两个同心圆，尺寸便于测量[图1(a)]。但是，在实际检测中，由于欠缺理想的切割技术，膜材料也多为柔韧的高分子材料，所获得的膜截面多数为受到挤压的截面图像[图1(b)]，对尺寸的准确测量造成了困难。

图1 (a)理想的中空纤维膜截面；(b)实际的中空纤维膜截面Fig.1 (a) Ideal Cross-Sectional Dimension of Hollow Fiber Membranes; (b) Real Cross-Sectional Dimension of Hollow Fiber Membranes

数字图像处理是借助计算机，将图像信号转化为数字信号后再进行处理的技术。将数字图像处理技术运用于膜截面尺寸的测量，不仅可以减少测量方法对界面结构的要求，还能极大地减少测量过程中人为误差所带来的不确定度。图像分割是将图像分解为若干互不交迭区域集合的过程，在本研究中即将图像中的膜截面与背景分离开来，是图像测量的关键步骤[6-7]。图像阈值分割处理原理直观，实现方法简单，并且计算速度快，是实现图像分割有效途径[8-10]。……