การเพิ่มความแม่นยำต่อการวัดปริมาณการเป็นกรด-เบสด้วยเทคนิคประมวลผลภาพบนสมาร์ทโฟน
DOI:
https://doi.org/10.55164/jgrdi.v1i1.714คำสำคัญ:
ระบบพิกัดสี, เทคนิคการตรวจวัดจากการเปลี่ยนแปลงสี, การวัดค่าความเป็นกรด-เบส, สมาร์ทโฟนบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเทคนิคการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงสีที่เกิดขึ้นบนกระดาษสำหรับวัดค่าความเป็นกรด-เบส โดยใช้สมาร์ทโฟน เพื่อวัตถุประสงค์ในการเพิ่มค่าความแม่นยำในการวัดค่าพีเอชจากการประเมินด้วยสายตาของผู้อ่านค่า ไปเป็นการใช้เทคนิคการประมวลผลภาพบนสมาร์ทโฟนเพื่อได้ให้ได้ค่าความเป็นกรด-เบสที่ใกล้เคียงกับค่าที่ได้จากเครื่องวัดมาตรฐาน โดยมีหลักการเริ่มต้นจากการถ่ายภาพด้วยกล้องของสมาร์ทโฟน แล้วทำการแปลงค่าปริภูมิสี RGB ไปเป็นปริภูมิสีมาตรฐาน CIE 1931 ซึ่งเป็นปริภูมิสีที่ไม่ขึ้นกับอุปกรณ์ที่ใช้ถ่ายภาพ จากนั้นจึงวิเคราะห์หาสมการปรับเทียบมาตรฐานที่สามารถใช้ระบุค่าความเป็นกรด-เบสจากค่าความเข้มสีได้ ในการทดลองได้ทดสอบกับสารละลายบัฟเฟอร์จำนวน 6 ค่า และวิเคราะห์ค่าสีเพื่อระบุค่าความเป็นกรด-เบสจากสมการปรับเทียบมาตรฐานที่สร้างขึ้น จากผลการทดลองพบว่าค่าพีเอชที่วัดได้จากสมาร์ทโฟนมีความคลาดเคลื่อนจากเครื่องวัดค่าความเป็นกรด-เบสมาตรฐานไม่เกิน 8.7% และมีสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เท่ากับ 0.9841 และ 0.9901 สำหรับ HTC One และ Lenovo K900 ตามลำดับ ดังนั้นงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มค่าความแม่นยำให้กับการอ่านค่าความเป็นกรด-เบสโดยใช้สมาร์ทโฟนให้ใกล้เคียงกับค่าจากเครื่องวัดมาตรฐานได้ ซึ่งจะมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารที่สามารถใช้สมาร์ทโฟนหรือ อุปกรณ์ถ่ายภาพในการวิเคราะห์ค่าความเป็นกรด-เบสของผลิตภัณฑ์ที่แม่นยำขึ้นได้จากการใช้เทคนิคการประมวลภาพ
References
Kuswandi, B., Jayus, Larasati, T.S., Absullah, A. & Heng, L.Y., (2012). Real-time monitoring of shrimp spoilage using on-packaging sticker sensor-based on natural dye of curcumin. Food Analytical Methods. 5(4), 881-889. https://doi.org/10.1007/s12161-011-9326-x
Kiryukhin, M.V., Lau, H.H., Gob, S.H., Teh, C., Korzh, V. & Sadovoy, A. (2018). A membrane film sensor with encapsulated fluorescent dyes towards express freahness monitoring of packaged food. Talanta. 182, 187-192. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2018.01.085
Ahmad, N.A., Heng, L.Y., Salam, F., Zaid, M.H.M. & Hanifar, H.A., (2019). A colorimetric pH sensor based on Clitoria sp and Brassica sp for monitoring of food spoilage using chromametry. Sensors. 19(21), 4813. https://doi.org/10.3390/s19214813
Rudolph, N., Voss, S., Moradi, A.B., Nagl, S. & Oswald, S.E., (2013). Spatio-temporal mapping of local soil pH changes induced by roots of lupin and soft-rush. Plant and Soil. 369, 669-680. https://doi.org/10.1007/s11104-013-1775-0
Zhu, Y., Zhang, J., Song, J., Yang, J., Du, Z., Zhao, W., Guo, H., Wen, C., Li, Q., Sui, X. & Zhang, L. (2020). A multifunctional pro-healing zwitterionic hydrogel for simultaneous optical monitoring of pH and glucose in diabetic would treatment. Advanced Functional Materials. 30(6), 1905493. https://doi.org/10.1002/adfm.201905493
Ngo, Y.L.T., Nguyen, P.L., Jana, J., Choi, W.M., Chung, J.S. & Hur, S.H., (2021) Simple paper-based colorimetric and fluorescent glucose using N-doped carbon dots and metal oxide hybrid structures. Analytica Chimica Acta. 1147, 187-198. https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.11.023.
Zhao, W., Zhang, G., Du, Y., Shen, S., Fu, Y., Xu, F., Xiao, X., Jiang, W. & Ji, Q., (2021). Sensitive colorimetric glucose sensor by iron-based nanzymes with controllable Fe valence. Journal of Material Chemistry B. 9, 4726-4734. https://doi.org/10.1039/D1TB00370D
de Mora, K., Joshi, N., Balint, B.L., Ward, F.B., Elfick, A. & French, C.E. (2011). A pH-based biosensor for detection of arsenic in drinking water. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 400(4), 1031-1039. https://doi.org/10.1007/s00216-011-4815-8
Courbat, J., Briand, D., Damon-Lacoste, J., Wollenstein, J. & de Rooij, N.F. (2009). Evaluation of pH indicator-based colorimetric films for ammonia detection using optical waveguides. Sensors and Actuators B: Chemical. 143(1), 62-70. https://doi.org/10.1016/j.snb.2009.08.049
Martinez, A.W., Phillips, S.T., Butte, M.J. & Whitesides, G.M. (2007). Patterned paper as a platform for inexpensive, low-volume, portble bioassays. Angewandte Chemie. 46(8), 1318-1320. https://doi.org/10.1002/anie.200603817
Bruzewicz, D.A., Reches, M. & Whitesides, G.M. (2008). Low-cost printing of poly (dimethylsiloxane) barriers to define microchannels in paper. Analytical Chemistry. 80(9), 3387-3392.https://doi.org/10.1021/ac702605a
Lee, D.-S., Jeon, B.G., Ihm, C., Park, J.-K. & Jung M.Y. (2011). A simple and smart telemedicine device for developing regions: a pocket-sized colorimetric reader, Lab on a Chip. 11(1), 120-126. https://doi.org/10.1039/c0lc00209g
Shen, L., Hagen, J.A. & Papautsky, I. (2012). Point-of-care colorimetric detection with a smartphone. Lab on a Chip. 12(21), 4240-4243. https://doi.org/10.1039/c2lc40741h
Nassau, K. (1998). Color for science, art, and technology. (Vol. 1). North-Holland. https://scis.uohyd.ac.in/ ~chakcs/cipclass/lecs/ColourForTechnology.pdf
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2023 บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยทักษิณ
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
