Turbidez a partir de fotografías

La cámara de un teléfono está disponible y es gratis; un turbidímetro no. Los sólidos en suspensión difuminan un patrón impreso visto a través de la muestra, y esa pérdida de contraste es la medición.

Principio

Un recipiente con agua se coloca frente a un patrón impreso de alto contraste. Conforme sube la turbidez, el patrón visto a través de la muestra pierde contraste. El contraste cae de forma aproximadamente exponencial con la concentración, así que la calibración se ajusta linealmente en logaritmo del contraste.

Una tarjeta blanca en el mismo encuadre cancela las diferencias de exposición y balance de blancos entre tomas. Sin ella, una fotografía más turbia y un cuarto más oscuro se ven idénticos para el código.

Relativo, no NTU

Todo resultado es un porcentaje del influente. Calibrar contra un patrón de turbidez real requiere formazina, que este proyecto no tiene, así que la salida nunca se reporta en NTU. Para una etapa de pretratamiento, el porcentaje removido es de todos modos el número que importa.

Instalación

rwl está publicado en PyPI.

pipx install rwl

O sin instalar nada: la misma medición corre en el navegador, con fotos o la cámara en vivo, en Medir en el navegador.

Flujo de trabajo

Tres comandos. El primero lee el contraste de cada fotografía, el segundo ajusta la serie de diluciones, el tercero compara el influente con cada carga y marca cualquier resultado fuera del rango calibrado.

rwl measure fotos/cal*.jpg --setup setup.json --out readings.csv
rwl calibrate --readings readings.csv --levels levels.csv --out calibration.json
rwl measure fotos/influent.jpg fotos/charge*.jpg --setup setup.json --out run.csv
rwl report --readings run.csv --calibration calibration.json \
    --before influent --after charge1 charge2 charge3

setup.json guarda las dos regiones de interés, leídas una sola vez de cualquier encuadre de la sesión y reutilizadas para toda ella:

{
  "target": [820, 540, 300, 300],
  "white":  [180, 160, 120, 120]
}

Las dos son [x, y, ancho, alto] en píxeles. Se revisan con rwl roi fotos/cal0.jpg --setup setup.json, que dibuja las dos cajas sobre la foto y avisa si la tarjeta blanca está saturada o si la caja del objetivo no tiene contraste. La calibración imprime un R²; por debajo de 0.9 la luz se movió durante la serie y hay que volver a tomar las fotografías.

Limitaciones

Relativo al patrón preparado, sin trazabilidad a un estándar de turbidez.
Solo mide carga en suspensión. Los contaminantes disueltos que no dispersan luz son invisibles para este método.
Los altos saturados rompen la estimación de contraste. Subexpón ligeramente en vez de quemar la tarjeta blanca.
Válido solo dentro del rango calibrado. Un efluente más limpio que el punto de calibración más bajo debe reportarse como tal, no extrapolarse.