一种污泥沉降采集检测设备及沉降采集检测方法技术

本发明专利技术公开了一种污泥沉降采集检测设备及沉降采集检测方法，包括箱体，所述箱体内由左至右设置有第一隔插板和第二隔插板，箱体内通过第一隔插板、第二隔插板被分隔成由左至右分布的部件舱、摄影舱和样品舱，第一隔板上设置有一对检测孔，在箱体的左侧内壁上且位于部件舱内设置有水平伸向第一隔板的支撑台，在支撑台上设置有控制面板，在样品舱内设置有一个或多个样品沉降筒，在第二隔插板上设置有与每个样品沉降筒相对应的观察窗口，在控制面板上连接有一对通过对应的检测孔透射入摄影舱内对准观察窗口的摄像头。本发明专利技术能够自动采集污泥沉降图像并根据沉降图能够快速判断污泥的性能参数，从而实现污泥沉降自动化测量，降低了采集检测的工作量。了采集检测的工作量。了采集检测的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥沉降采集检测设备及沉降采集检测方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种污泥沉降采集检测设备及沉降采集检测方法。

技术介绍

[0002]污泥的处理已作为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分，污泥沉降检测是整个污水处理系统运行状况的重要指标。一般的污泥沉降检测处理都是将污泥放沉降容器内进行自行沉淀后，并通过人工对污泥沉降数据进行采集检测，通过污泥沉降数据用于判断污水中是否含有难沉悬浮絮体，絮体粒径大小及紧凑程度等等，可以根据沉降变化来判断污水的处理效果来取相应的调整措施改善，人工方式对于污泥进行采集检测工作来说效率太低、工作量大，而且需要人工读数、人工计量数据，大大延长了工作周期，无法满足污水处理的工作需要，而且操作起来不够方便快捷，费时费力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种污泥沉降采集检测设备及沉降采集检测方法，本专利技术能够自动采集污泥沉降图像，根据沉降图能够快速地判断上清液清澈度、污泥颜色、泥水界面清晰度，从而实现污泥沉降比的自动化测量，不但大大降低了工作人员的工作量。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种污泥沉降采集检测设备，所述沉降采集检测设备包括箱体，所述箱体内由左至右设置有第一隔插板和第二隔插板，所述箱体内通过第一隔插板、第二隔插板被分隔成由左至右分布的部件舱、摄影舱和样品舱，第一隔板上设置有一对检测孔，在箱体的左侧内壁上且位于部件舱内设置有水平伸向第一隔板的支撑台，在支撑台上设置有控制面板，在所述样品舱内设置有一个或多个样品沉降筒，在第二隔插板上设置有与每个样品沉降筒相对应的观察窗口，在控制面板上连接有一对通过对应的检测孔透射入摄影舱内对准观察窗口的摄像头，所述摄像头与所述控制面板连接。
[0005]上述方案进一步优选的，在摄影舱内和样品舱内分别设置有摄影灯管，所述控制面板通过第一继电器开关与摄影灯管电气连接，在沿摄像头正对样品沉降筒的后方设置有图样参照板。
[0006]上述方案进一步优选的，在箱体的顶盖设置有伸入至每个样品沉降筒内部的输料管，在箱体的顶盖设置有伸入至每个样品沉降筒内部底端的曝气管，在所述曝气管上设置有曝气风机，所述控制面板通过第二继电器开关与曝气风机电气连接。
[0007]上述方案进一步优选的，在所述箱体的部设置支撑座，在支撑座上设置有排污孔，在样品沉降筒的底部设置有排污管，该排污管的上端与样品沉降筒的底部连通，所述排污管的下端穿过排污孔固定在支撑座的底部。
[0008]上述方案进一步优选的，在部件舱出口一侧向摄影舱内方向的两侧侧壁上设置有多个用于插接第一隔插板的条形隔槽。
[0009]上述方案进一步优选的，在箱体的顶盖与箱体的左侧内壁的顶端之间设置有呈倾斜状态的支撑侧板，在支撑侧板上设置有触摸屏和数据通信转接口，该触摸屏与所述控制面板电气连接。
[0010]上述方案进一步优选的，在所述控制面板上设置有控制器和通讯模块，所述控制器分别与所述触摸屏和通讯模块通信连接，该通讯模块与所述数据通信接口81进行通信连接。
[0011]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种污泥沉降采集检测方法，，利用本专利技术的污泥沉降采集检测设备进行采集检测的方法包括如下步骤：
[0012]步骤1：将污水样品通过输料管送入样品沉降筒内，控制面板上的控制器输出控制指令控制第一继电器开关，开启摄影灯管照射样品舱内的样品沉降筒；以及控制面板上的控制器输出控制指令控制第二继电器开按照预设的时间循环关闭合和断开；
[0013]步骤2：开启摄影灯管和曝气风机，使样品沉降筒投影于后方的图样参照板上，开启或停止曝气风机向样品沉降筒内进行鼓风曝气，使样品沉降筒内的污水中的污泥翻腾和沉降；
[0014]步骤：曝气完成后，通过摄像头在预设的沉降时刻拍摄样品沉降筒内的污泥翻腾和沉降后的样品图像，以及在预设的沉降时刻透过样品沉降筒拍摄图样参照板上的几何参照图像；控制面板上的控制器对收集的样品图像和几何参照图像分别进行预处理，再根据预处理后的样品图像获取污泥在预设时间的污泥沉降比，以及获取污泥在预设时间的污泥颜色、上清液清澈度和泥水界面清晰度。
[0015]上述方案进一步优选的，根据预处理后的样品图像获取污泥在预设时间的污泥沉降比包括如下步骤：对样品沉降筒第i时刻污泥翻腾和沉降后的样品图像进行增强处理和二值化处理；然后沿样品图像中的污泥沉降边缘使用包围框标识出污泥沉降区域图像，计算出污泥沉降区域图像的面积S
i
，通过污泥沉降区域图像的面积S
i
计算出污泥在沉降筒内的沉降比SV
i
。
[0016]上述方案进一步优选的，获取污泥在预设时间的污泥颜色包括如下步骤：获取样品沉降筒第i时刻污泥翻腾和沉降后的样品图像进行增强处理，然后在样品图像中的污泥边缘使用大包围框标识出污泥的待检测区域，在待检测区域随机使用K个小包围框作为三维颜色空间的一个质点，以每个质点作为初始像素坐标原点，分别计算初始像素坐标原点与其他小包围框之间的欧氏距离，将计算得到距离最近的k个像素分配到待检测区域的中心，使得所颜色围绕待检区域的中心距离最短，计算距离最近的k个像素占所有质点数量的百分比，其中，k小于等于K。
[0017]上述方案进一步优选的，获取污泥在预设时刻的上清液的清澈度，包括如下步骤：通过摄像头对图样参照板拍摄出边缘清晰的几何图案，然后对拍摄的几何图案进行梯度算法处理，求解出图像整体灰度变化率，其梯度算法处理包括如下步骤：
[0018]缩小几何图案的图像尺寸，仅截取能完全包围图样参照板上的必要的图像区域然后对截取得到的图像进滤波处理和二值化处理；
[0019]对处理后的图像使用若干个小包围框在几何参照图像中进行标识，以每个小包围框作为像素的中心，将像素的中心与紧邻的像素组成3
×
3矩阵；
[0020]对3
×
3矩阵进行一阶求导、二阶求导，求出中心点与周围点的灰度变化斜率，循环
此过程，直到所有像素点都完成以上3
×
3矩阵求解灰度变化斜率的过程；
[0021]根据以上求解出的灰度变化斜率，求解出变化斜率的平均值，将所有变化斜率划分为大于等于平均值和小于平均值两个集合，对大于等于平均值的集合，再次求平均值作为图像整体灰度变化率，根据图像整体灰度变化率进行评估上清液清澈度，所评估的数值越高，则上清液清澈度越高；
[0022]获取污泥在预设时刻的泥水界面清晰度包括如下步骤：获取污泥在预设时间的沉降效果图像，截取泥水界面上下各50像素的高度的图片，泥水界面区域的像素大小为100*500像素，对泥水界面区域截图计算出图像整体灰度变化率，用计算出的图像整体灰度变化率进行评估泥水界面清晰度，所评估的数值越高，则泥水界面越清晰。
[0023]综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：
[0024]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：所述沉降采集检测设备包括箱体，所述箱体内由左至右设置有第一隔插板和第二隔插板，所述箱体内通过第一隔插板、第二隔插板被分隔成由左至右分布的部件舱、摄影舱和样品舱，第一隔板上设置有一对检测孔，在箱体的左侧内壁上且位于部件舱内设置有水平伸向第一隔板的支撑台，在支撑台上设置有控制面板，在所述样品舱内设置有一个或多个样品沉降筒，在第二隔插板上设置有与每个样品沉降筒相对应的观察窗口，在控制面板上连接有一对通过对应的检测孔透射入摄影舱内对准观察窗口的摄像头，所述摄像头与所述控制面板连接。2.根据权利要求1所述的一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：在摄影舱内和样品舱内分别设置有摄影灯管，所述控制面板通过第一继电器开关与摄影灯管电气连接，在沿摄像头正对样品沉降筒的后方设置有图样参照板。3.根据权利要求1所述的一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：在箱体的顶盖设置有伸入至每个样品沉降筒内部的输料管，在箱体的顶盖设置有伸入至每个样品沉降筒内部底端的曝气管，在所述曝气管上设置有曝气风机，所述控制面板通过第二继电器开关与曝气风机电气连接。4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：在所述箱体的部设置支撑座，在支撑座上设置有排污孔，在样品沉降筒的底部设置有排污管，该排污管的上端与样品沉降筒的底部连通，所述排污管的下端穿过排污孔固定在支撑座的底部。5.根据权利要求1所述的一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：在部件舱出口一侧向摄影舱内方向的两侧侧壁上设置有多个用于插接第一隔插板的条形隔槽。6.根据权利要求1所述的一种污泥沉降采集检测设备，其特征在于：在箱体的顶盖与箱体的左侧内壁的顶端之间设置有呈倾斜状态的支撑侧板，在支撑侧板上设置有触摸屏和数据通信转接口，该触摸屏与所述控制面板电气连接，在所述控制面板上设置有控制器和通讯模块，所述控制器分别与所述触摸屏和通讯模块通信连接，该通讯模块与所述数据通信接口进行通信连接。7.一种污泥沉降采集检测方法，其特征在于：利用权利要求1至6任意一项所述的污泥沉降采集检测设备进行采集检测的方法包括如下步骤：步骤1：将污水样品通过输料管送入样品沉降筒内，控制面板上的控制器输出控制指令控制第一继电器开关，开启摄影灯管照射样品舱内的样品沉降筒；以及控制面板上的控制器输出控制指令控制第二继电器开按照预设的时间循环关闭合和断开，步骤2：开启摄影灯管和曝气风机，使样品沉降筒投影于后方的图样参照板上，开启或停止曝气风机向样品沉降筒内进行鼓风曝气，使样品沉降筒内的污水中的污泥翻腾和沉降；步骤：曝气完成后，通过摄像头在预设的沉降时刻拍摄样品沉降筒内的污泥翻腾和沉降后的样品图像，以及在预设的沉降时刻透过样品沉降筒拍摄图样参照板上的几何参照图像；控制面板上的控制器对收集的样品图像和几何参照图像分别进行预...

【专利技术属性】
技术研发人员：农金珍，陈逢荣，卢国成，
申请(专利权)人：广西森格自动化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：