随着石油化工行业的高速发展,对原油进行族组分分析的需求日益增加,为了给族组分分析提供样本,工作人员需要进行大量的族组分分离实验,实验过程中用到的多种有毒有害化学试剂危害操作人员健康,且实验的准确性很大程度上取决于操作人员的经验,因此实现原油族组分分离实验的标准化和自动化具有重要意义。本文在充分调研的基础上,针对原油族组分分离实验的实际需求,提出了一种基于液滴图像处理的原油族组分分离系统的总体设计方案,并对系统硬件及软件做了详细的分析设计。硬件部分包括注液子系统和分液子系统:注液子系统由步进电机直线模组连接注射器并配合电磁阀、限位开关、储液瓶等实现抽取与注液功能;分液子系统利用紫外光源激发芳香烃的荧光效应,采用CCD摄像头对液滴图像进行采集,并由上位机对图像进行处理,判断出芳香烃被淋洗出的时刻以及芳香烃淋洗结束的时刻,适时自动驱动集液瓶转盘转动,使各组分滴入相应的集液瓶中;系统硬件电路采用STM32作为主控芯片,并对通信电路和各模块驱动电路做了详细设计。系统软件部分采用库函数开发模式完成了对系统的程序设计,并利用MATLAB作为上位机,设计了系统的人机交互界面及系统主控程序,实现上位机与下位机的联动。根据设计方案进行了加工与装配,搭建起系统实验平台,并在此平台上进行了液滴图像处理算法的相关研究,根据采集到的液滴实时数据实现了液滴轮廓特征参数和液滴颜色特征参数的提取和分析,并应用主成分分析法对特征参数进行降维,根据降维后的主成分可以进行原油液滴的族组分鉴别分析。通过配置实验样本溶液对系统性能进行测试,验证了方法的可行性和正确性,本文完成的原油族组分分离系统样机理论正确,结构合理,克服了人为误差,确保实验人员安全,具有一定的实用性,该研究成果将为原油族组分分离实验的进一步研究提供参考依据。目前该研究正在申请国家发明专利中。