專利名稱：廢水加藥視覺控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢水處理中的加藥控制系統(tǒng)，根據(jù)視覺傳感器的信號經(jīng)過計算機分 析后提供加藥量數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
在廢水處理中通常都需要對需要處理的廢水進行加絮凝劑等外加藥劑，以實現(xiàn)混凝、 沉淀的目的，但由于不同的廢水水質(zhì)差異大，懸浮物電荷不同，并受到不同季節(jié)溫度等 影響，加藥量變化比較大，如采用固定加藥則效果難以保證，如采用人工根據(jù)經(jīng)驗來調(diào) 整加藥量的變化，則人工工作量較大，而且受到人員經(jīng)驗的影響，加藥的效果差別較大。
為了達到混凝處理的最佳工況進一步提高現(xiàn)場設(shè)備運行的自動化水平。保證預(yù)處理 出水質(zhì)量，目前現(xiàn)場都開始逐步對混凝劑人工加藥系統(tǒng)進行改造，用變頻控制技術(shù)實現(xiàn) 加藥量的自動控制。通過調(diào)節(jié)變頻器頻率控制加藥泵，從而調(diào)整混凝劑加藥量。現(xiàn)有的 實現(xiàn)預(yù)處理混凝效果的變頻自動控制系統(tǒng)己非常成熟。在預(yù)處理混凝過程中應(yīng)用的關(guān)鍵 就是變頻調(diào)節(jié)的輸入信號。
混凝效果的好壞與好多因素有關(guān)，如處理工藝、進水濁度、PH值、溫度、處理水量、 配水方式、混凝劑種類、加藥地點、混合方式、混凝劑濃度、加藥量等。現(xiàn)場一般調(diào)節(jié) 加藥量來調(diào)整混凝澄清效果，控制澄清池出水質(zhì)量?；炷齽┘铀幜坑幸粋€最佳值，太少 則混凝效果不好，水中膠體未完全脫穩(wěn)；太多則過猶不及，會發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象，不僅出水 效果變差，而且浪費混凝劑。膠體在水中的穩(wěn)定性是由它的動電電位g決定，《越大，膠 體越穩(wěn)定；越小到越不穩(wěn)定，互相碰撞就可聚集成大顆粒而沉降。天然水中膠體多帶負 電荷，向水中加入帶相反電荷的混凝劑，就可使水中膠體g降低，直至發(fā)生聚沉。g降為 0是最理想的狀態(tài)，此時水中膠體完全脫穩(wěn)，混凝劑加藥量最佳，沒有剩余。因此，《電 位是反映膠體狀態(tài)的理想?yún)?shù)。但目前尚無法直接測定g電位。
目前常用的技術(shù)方案是通過檢測流動電流原理的原理來控制，但由于流動電流也會 受到很多干擾，實際使用效果并不穩(wěn)定。有經(jīng)驗的操作人員就是直接通過肉眼觀察水的 變化，來調(diào)節(jié)加藥量。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提出一種廢水加藥視覺控制裝置，繞過g電位測量的難點， 直接模擬操作人員的經(jīng)驗做法，提出一種通過視覺傳感控制裝置將水體懸浮物的狀況及 變化趨勢進行信號采集，此信號輸出可以直接成為變頻調(diào)節(jié)的輸入信號，視覺傳感控制 裝置將水體懸浮物的狀況及變化趨勢通過PC或嵌入式PC進行分析，并可給出加藥量的
給定值。
廢水加藥視覺控制裝置，包括樣水流過的透明管道、光源和視覺傳感器構(gòu)成，管道 側(cè)面有固定光源，視覺傳感器安裝在管道壁旁，視覺傳感器釆用CCD或CMOS攝像頭。 視覺傳感器檢測在加藥過程中廢水的懸浮物的顆粒大小和變化趨勢。
廢水經(jīng)過減壓減速處理后流經(jīng)有機玻璃的透明管道，管道側(cè)面有固定光源，視覺傳 感器安裝在管道壁旁，在加藥過程中廢水的懸浮物的顆粒大小，變化趨勢均可通過視覺
傳感器檢測，通過串行通訊RS232接口將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到PC或嵌入式系統(tǒng)中，PC或嵌 入式系統(tǒng)中有專家分析軟件，根據(jù)濁度、透光率或圖像比較等指標(biāo)對信號進行處理，結(jié) 果反饋到廢水加藥控制系統(tǒng)中，如此形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)廢水加藥系統(tǒng)的最優(yōu)化控制； 尤其是通過視覺傳感器檢測樣水中懸浮物的變化。信號通過串行通訊方式完成。


圖l是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
在樣水管側(cè)面安裝光源，俯視圖如圖1:光線穿透樣水管1 (即透明管道)，而且 不直接射到視覺傳感器2上，避免在無樣水時光線直射影響視覺傳感器壽命。
光源3采用金屬鹵化物光源，光照強度保持一致，在開機的瞬間，視覺傳感器檢測 無樣水時光照強度， 一方面作為作為本次測量的基準(zhǔn)，所有比較均與此參照，測量值的 相對誤差較?。涣硪环矫?，當(dāng)運行一段時間后光源強度將逐漸下降，由于參照也在變化， 可保證一段時間內(nèi)測量值不會因為光源光照下降而受到干擾。當(dāng)光源照度下降到一定程 度后，本裝置發(fā)出報警信號，提示更換光源。當(dāng)保證樣水，平緩?fù)ㄟ^有光源照射的有機 玻璃后，視覺傳感器將不斷采集信號，并進行比較和計算。
本實用新型裝置采用的視覺傳感器包括常用的CCD或CMOS攝像頭，另CCD攝 像頭或CMOS力口 DSP電路可組成的智能視覺傳感器，由CCD攝像頭定期采集畫面并與 預(yù)存畫面進行比較，并將比較結(jié)果由DSP電路進行數(shù)學(xué)算法變換后通過串行口輸出。通 常智能視覺傳感器應(yīng)用于集成電路的檢測、制藥等多種場合。
本裝置將視覺傳感器采集并經(jīng)過數(shù)學(xué)算法變換后的數(shù)據(jù)通過串行通訊方式傳送到 一套嵌入式控制器內(nèi)。嵌入式控制器采用WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)進行不 斷比較，得出加藥過程中采集畫面的變化趨勢，包括懸浮物顆粒大小變化、懸浮物沉淀 速度變化等一系列變化趨勢，與本系統(tǒng)內(nèi)存的的專家系統(tǒng)的趨勢進行比較，就對加藥量 的值作出相應(yīng)的調(diào)整。
首先，對樣水(樣水可以是處理前或處理后水樣)進行預(yù)處理，將廢水樣水減壓至 2kg/cm2左右，流量控制在10-12L/H左右，讓樣水緩慢流過透明有機玻璃管或玻璃管。 廢水經(jīng)過減壓減速處理后流經(jīng)有機玻璃的透明管道，管道側(cè)面有固定光源，視覺傳感器 安裝在管道壁旁，在加藥過程中廢水的懸浮物的顆粒大小，變化趨勢均可通過視覺傳感 器檢測，通過串行通訊RS232接口將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)中有專 家分析軟件，對信號進行處理，結(jié)果反饋到廢水加藥控制系統(tǒng)中，如此形成閉環(huán)控制。 加藥數(shù)據(jù)也可以反饋給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)根據(jù)不同水質(zhì)自動加藥的目的。適用范圍主要在 廢水處理系統(tǒng)。樣水與檢測裝置非接觸的。
視覺傳感器是由CCD系統(tǒng)經(jīng)專用視頻處理DSP芯片組成的智能視覺傳感器。嵌入 式系統(tǒng)內(nèi)的專家系統(tǒng)是我公司經(jīng)過多個項目摸索出的經(jīng)驗值的數(shù)據(jù)庫，部分參數(shù)可由用 戶進行設(shè)定。首先，加藥量值調(diào)整到較大位置，經(jīng)過一段時間后，根據(jù)反饋來的信號逐 漸減少加藥量直到停止。由于停止加藥到檢測有一段滯后時間，該參數(shù)將通過現(xiàn)場檢測 后由用戶設(shè)定。最終可使用戶在最少的加藥量獲得最佳的加藥效果。
權(quán)利要求1、廢水加藥視覺控制裝置，其特征是包括樣水流過的透明管道、光源和視覺傳感器構(gòu)成，管道側(cè)面設(shè)有固定光源，視覺傳感器安裝在透明管道壁旁，視覺傳感器采用CCD或CMOS攝像頭。
專利摘要廢水加藥視覺控制裝置，其特征是包括樣水流過的透明管道、光源和視覺傳感器構(gòu)成，管道側(cè)面設(shè)有固定光源，視覺傳感器安裝在透明管道壁旁，視覺傳感器采用CCD或CMOS攝像頭。本實用新型提出一種廢水加藥視覺控制裝置，繞過ξ電位測量的難點，直接模擬操作人員的經(jīng)驗做法，提出一種通過視覺傳感控制裝置將水體懸浮物的狀況及變化趨勢進行信號采集。
文檔編號C02F1/50GK201201915SQ20082003404
公開日2009年3月4日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者林慧生, 欣 高 申請人:南京中電聯(lián)自動化有限公司