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矾花监测系统的制作方法

花匠小妙招
2024-12-26 06:36

矾花监测系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于自来水生产领域，具体涉及一种基于机器视觉的水下矾花自动监测系统。

背景技术：

[0002]
自来水厂水处理工艺一般包括混凝、沉淀、过滤、消毒等环节，其中混凝沉淀环节是指投加混凝剂破坏水中胶体颗粒的稳定性，在一定条件下形成絮状体(即矾花)并利用重力作用使其沉淀从水中分离出来。
[0003]
目前，国内水厂主要依靠人工巡检方式来监控矾花的状态，主要通过人工观察反应池末端的矾花，根据矾花大小、形态、结构等要素来判断凝絮效果的好坏，但是这种方式要求工作人员具有多年的经验积累，并且容易受人为因素的影响。

技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种实时监测水下矾花状态的矾花监测系统。
[0005]
其技术方案如下：
[0006]
矾花监测系统，包括流水通道、图像采集装置、矾花状态识别装置、监控预警装置和通信装置，图像采集装置安装在流水通道上，图像采集装置、矾花状态识别装置和监控预警装置三者之间通过通信装置相连通。
[0007]
在其中一个实施例中，所述图像采集装置包括防水的工业相机、相机支架和相机杆，工业相机固定在相机支架上，相机支架安装在相机杆上，该相机杆固定在流水通道上。
[0008]
在其中一个实施例中，所述相机杆锁紧固定在所述流水通道的护栏栏杆上。
[0009]
在其中一个实施例中，所述图像采集终端设置在水厂的反应池与沉淀池中间的通道处。
[0010]
在其中一个实施例中，所述监控预警装置含有显示终端设备。
[0011]
在其中一个实施例中，该矾花监测系统还设有保存图像和/或影像的存储设备。
[0012]
在其中一个实施例中，所述图像采集装置设有保存图像和/或影像的存储设备。
[0013]
在其中一个实施例中，所述监控预警装置的预警信号包括亮灯报警装置和/或声音报警装置。
[0014]
本实用新型所提供的技术方案具有以下的优点及效果：
[0015]
采用这种监控系统能实时监测并自动分析处理得到水体中的矾花值，根据矾花值对混凝剂投加量是否合适进行判断并给出调整方向指导，还能对超过警戒值的矾花值进行预警提醒。采取机器视觉来代替人工巡检方式，较沉后浊度仪，能更早地预判沉后浊度，克服人工巡检不及时、判断滞后的问题。
附图说明
[0016]
此处的附图，示出了本实用新型所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构
成说明书的一部分，用于解释本实用新型的技术方案、原理及效果。
[0017]
除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。
[0018]
图1是本矾花监控系统实施例示意图；
[0019]
图2是本矾花监控系统实施例的图像采集装置结构图；
[0020]
图3是本矾花监控系统实施例的合理匹配曲线图；
[0021]
图4是本矾花监控系统实施例的监控终端显示界面。
[0022]
附图标记说明：
[0023]
1-相机杆，2-护栏栏杆，3-焊点卡口，4-u形锁扣，5-水下相机，6-相机支架。
具体实施方式
[0024]
为了便于理解本实用新型，下面将参照说明书附图对本实用新型的具体实施例进行更详细的描述。
[0025]
除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本实用新型技术方案的现实场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本实用新型的技术方案的目的相对应的含义。
[0026]
除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二
…”
仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。
[0027]
除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0028]
需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。
[0029]
除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。
[0030]
毫无疑义，与本实用新型的目的相违背，或者明显矛盾的技术内容或技术特征，应被排除在外。
[0031]
图1所示是本申请矾花监控系统的实施例示意图，包括了图像采集装置、自动识别矾花状态的矾花状态识别装置、监控预警装置和通信装置。图像采集装置用来实时采集水体图像，其包括可防水的工业级水下相机5、相机支架6和相机杆1，水下相机5固定在相机支架6上，相机支架6安装在相机杆1上，该相机杆1固定在水体流经的通道处，本实施例中将该图像采集装置安装在水厂的反应池与沉淀池中间的通道处，如图2所示，通过u型锁扣4固定在通道的护栏栏杆2上焊点卡口3处，由于护栏栏杆2与相机杆1之间通过锁紧方式固定，所以相机杆1相对护栏栏杆2可以旋转和上下移动，实现在不同角度、不同方位实时拍摄水体图像。通过改变相机杆1的固定高度，还可以调节水下相机5的入水深度，从而实现在不同水
深处的实时拍摄。该图像采集装置安装简单，非常便利于将该图像采集装置安装在离混凝剂投放点更近的位置，这样反馈路径更短，能更加及时地调整药剂投放量。
[0032]
优选的，该图像采集装置能通过监控预警装置来远程设定拍摄照片的时间间隔，这样每隔一定时间间隔水下相机5自动对水体拍摄图像；该水下相机5还具有自动录像的功能，录制的视频和图片保存在该水下相机5自带的存储卡中，以供需要时由监控预警装置读取，也可以通过通信装置实时传送给监控预警装置。当然，相机也可以不具备录像功能，只要能实现间隔时间自动拍照就可以。
[0033]
矾花识别装置收到图像采集装置采集到的图像信息后，对图像进行去躁、增强和roi区域提取等步骤进行预处理后，通过卷积神经网络进行多次、多尺度、多特征提取矾花特征，经过模糊神经网络的模糊层和规则层从而获得矾花值，并通过通信装置传送到监控预警装置。
[0034]
监控预警装置为一台连接有显示器的计算机，如图4所示，在显示器右上角将该矾花值以仪表盘的数据显示方式显示出来，并根据实时监测连续获得的矾花值在显示器界面下部显示出连续的水质数据曲线，在显示器的左上角实时显示图像采集装置实时拍摄的矾花图像或者图像采集装置实时录制的矾花影像。
[0035]
在矾花识别装置获得矾花值后，将得到的矾花值数据和对应水体中的混凝剂投加剂量数据进行一一对应，关联起来，得到如图3所示的合理匹配曲线。该曲线作为混凝剂投加量调整的指导依据，并能在显示器上显示该匹配曲线，水厂工作人员就能一目了然地了解混凝剂的投加量是否合适。
[0036]
将得到的矾花值与设定的警戒值数据作比较，当矾花值超过警戒值时，可以通过亮灯警报或声音警报等方式来引起工作人员的注意，提醒混凝剂投加量的调整。
[0037]
可选的，监控预警装置通过通信模块获得图像采集装置采集的影像数据后，可以保存在计算机上，需要时可以对这些影像在显示器上进行视频回放。
[0038]
可选的，该监控预警装置还可以对图像采集装置进行远程控制，实现远程启闭图像采集装置的功能，并可以设定图像采集装置的自动拍摄图像的时间间隔，这样图像采集装置就自动地每隔指定时间间隔自动采集水体图像，矾花识别装置自动分析图像，监控预警装置显示结果、产生预警信号等，完全自动化处理，不需要人工干预。
[0039]
当然，该监控预警装置的显示设备和警报装置可以两者之中只有其一，优选为两者同时具备。
[0040]
采用这种监控系统能实时监测并自动分析处理得到水体中的矾花值，根据矾花值对投药量是否合适进行判断并给出调整方向指导，还能对超过警戒值的矾花值进行预警提醒，并且水下相机拍摄的范围更大，矾花图像的采集更加全面，从而判断的准确度也更高。采取机器视觉来代替人工巡检方式，较沉后浊度仪，能更早地预判沉后浊度，克服人工巡检不及时、判断滞后的问题。
[0041]
以上实施例的目的，是对本实用新型的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本实用新型的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本实用新型的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本实用新型的保护范围。
[0042]
以上实施例也并非是基于本实用新型的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属
本实用新型的保护范围。