水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置，包括计算机、拍摄机构、保护仓、采样框；对进入采样框的水样进行摄影的拍摄机构位于防水的保护仓内，控制拍摄机构的启闭并对拍摄机构摄制的影像进行采集和数据处理的计算机与拍摄机构相接；采样框包括光源、位于前端的背景板和位于后端的透明视窗板，水样进入固定在保护仓的前端的透明视窗板和背景板之间。本发明专利技术还涉及水厂露天水处理池矾花状态自动监测方法。本发明专利技术替代人工目测，自动实时拍摄沉淀池中矾花图像以供提取图像特征，提高了水厂水处理过程的自动化和智能化水平，打破了夜间和风雨天人工无法观察的障碍，可全天候自动工作，属于水厂水处理工艺和设备技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水厂水处理工艺和设备
，特别涉及一种基于机器视觉的。
技术介绍
自来水厂水处理工艺一般包括药物投加、混凝沉淀、过滤等，其中混凝沉淀处理指适量投加混凝剂以破坏水中胶体颗粒的稳定性，在一定水力条件下，形成絮凝体(水处理中一般称为矾花)，并使之从水中分离的过程。为实现良好的处理效果，混凝剂投加量需要根据原水条件进行实时调节。现在一般采用人工肉眼观察矾花状态、通过仪器监测沉淀后水体浊度等方式作为混凝剂投加依据，但以上方法存在不少难以克服的问题:I)随着工业与城镇化发展，水厂原水质量不断变化;待处理水水质也因水源水质季节性变化(例如丰水期、枯水期等)、突发事件、前后处理工艺差异等因素而存在不同，目艮观脑判的人工操作模式不但需要经验丰富且与时倶进、责任心极强的员工，而频繁的人工户外巡视，也因天气因素及日夜变化等大受影响。2)通过仪器监测沉淀后水体水质(如浊度等参数)，则存在时间滞后过大，无法及时把握混凝剂投加效果;且都是采用间接方法对混凝效果进行监测，不能保证其准确性。3)在出现突发事件时，例如水质瞬时变化大或混凝剂投加异常等，现有手段无法实时掌握混凝效果，很可能导致后续工艺受影响，甚至造成更大范围的水质事故等。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是:引入机器视觉技术，提供了一种，克服自来水厂传统的对于水处理池矾花的人工观察和手动调节的不足。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置，其特征在于:包括:计算机、拍摄机构、保护仓、采样框;对进入采样框的水样进行摄影的拍摄机构位于防水的保护仓内，控制拍摄机构的启闭并对拍摄机构摄制的影像进行采集和数据处理的计算机与拍摄机构相接;采样框包括光源、位于前端的背景板和位于后端的透明视窗板，水样进入固定在保护仓的前端的透明视窗板和背景板之间。透明视窗板和背景板相互平行；光源包括两块LED主光源，两块LED主光源分别位于上端和下端将透明视窗板和背景板连接。LED主光源包括T形座和多个LED灯珠;T形座的横截面为T形，T形座的凸起部位的一侧设有多个安装孔和一条将各安装孔连通的开槽，一个LED灯珠位于一个安装孔中，LED灯珠的引脚位于开槽中；透明视窗板和背景板分别固定在T形座的凸起部位的两侧。透明视窗板和背景板均与T形座通过防水胶固定，对安装孔和开槽密封。光源还包括两个分别位于采样框左侧和右侧的增强光源;一个增强光源通过一个L形支架固定在保护仓上。保护仓包括外壳、密封盖、宝塔形接口、导管;密封盖固定在外壳的后端，透明视窗板固定在外壳的前端，拍摄机构位于外壳内；密封盖上设有通孔，导管通过宝塔形接口与通孔相接;将计算机和拍摄机构相接的管线穿过导管和通孔。拍摄机构通过固定架安装在外壳内，拍摄机构包括工业相机和镜头。保护仓通过安装架固定在露天水处理池中；露天水处理池内设有阻止自然光照射米样框的遮光布或遮光板。水厂露天水处理池矾花状态自动监测方法，采用水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置，将拍摄机构、保护仓、采样框作为一整体安放在露天水处理池中，水样自动流入采样框内，计算机控制拍摄机构拍摄采样框内水样，计算机采集拍摄到的影像并对数据进行处理，实时监控露天水处理池矾花状态。在露天水处理池的不同位置放入多组拍摄机构、保护仓、采样框，每组拍摄机构、保护仓、采样框均配备独立的计算机，或多组拍摄机构、保护仓、采样框共用一台计算机;根据监测得到的实时矾花状态结果控制露天水处理池内加矾装置的启闭。本专利技术的原理是:采用拍摄机构自动拍摄进入采样框中的水样，通过计算机内预装的软件采集摄制的数据，对数据进行储存、整理、分析，得出该位置的矾花状态。拍摄机构可定时拍摄、不间断拍摄或手动触发拍摄。当在露天水处理池放置多组拍摄机构、保护仓、采样框时，可实时监测多个位置的矾花状态，综合多组矾花状态数据，获得更准确的结果。总的说来，本专利技术具有如下优点:1、本专利技术装置可根据需要安装在水厂露天水处理池水下适当位置，无需其它设施配套和人工干预，间歇式或连续式全天候自动采集池中矾花动态图像并传送给计算机进行数据处理。替代人工目测，自动实时拍摄露天水处理池中矾花图像以供提取图像特征。2、本专利技术装置图像采集视场比较大，成像清晰，既适用于缓流水池，亦可用于急流水池。3、本专利技术装置便于安装和维护，可取不同位姿工作，可多装置分布式安装以全面监测一池各处和各池矾花状态;在应用中不会对水质和环境造成污染。4.结构简单，操作方便，大大节省人力，提高检测精度。5.监测凝絮剂添加效果，提高了水厂水处理过程的自动化和智能化水平。6.打破了夜间和风雨天人工无法观察的障碍。【附图说明】图1是本专利技术应用于水厂露天水处理池的结构示意图。图2是本专利技术的安装立体图。图3是本专利技术的结构示意图。图4是LED主光源的立体图。图5是采样框的结构示意图。图6是图5的俯视图。图7是增强光源的安装原理图。图8是图7的左视图。其中，I为计算机，2为拍摄机构，3为触发器，4为外壳，5为固定架，6为密封盖，7为宝塔形接口，8为导管，9为透明视窗板，10为采样框，11为背景板，12为T形座，13为LED主光源，14为增强光源，15为电池(或交/直流转换器)，16为遮光布，17为安装架。【具体实施方式】下面来对本专利技术做进一步详细的说明。本专利技术可应用于水速一般或者水速较快场合。在水速较快场合才加装LED增强光源照明，工业相机曝光时间可降低至lus，仍可以拍摄到清晰图像。如图1中，水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置实时采集自来水厂处理池水下矾花运动图像，通过计算机对矾花图像进行分析、保存，建立主要水质参数及药物投加参数与矾花图像之间的映射当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
水厂露天水处理池矾花状态自动监测装置，其特征在于：包括：计算机、拍摄机构、保护仓、采样框；对进入采样框的水样进行摄影的拍摄机构位于防水的保护仓内，控制拍摄机构的启闭并对拍摄机构摄制的影像进行采集和数据处理的计算机与拍摄机构相接；采样框包括光源、位于前端的背景板和位于后端的透明视窗板，水样进入固定在保护仓的前端的透明视窗板和背景板之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄念禹，全燕鸣，李俊，武彦林，赖源平，
申请(专利权)人：广州市自来水公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44