申请日2011.12.23
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号G01N15/00
摘要
本发明涉及一种水处理混凝过程水下实时显微监测系统，包括清洗系统、多路图像数据传输切换系统、显微摄像机组、主机及终端，主机连接并控制清洗系统及多路图像数据传输切换系统，多路图像数据传输切换系统通过数据线连接显微摄像机组，主机的各种控制及图像在终端显示。本发明设计科学合理，数据采集直观准确，解决了以往絮凝池无法实时准确的进行过程监测的问题，是一种较为先进的絮凝池过程监测手段，将有利促进水处理厂对水处理技术的发展。
权利要求书
1.一种水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：包括清洗系统、多路图像 数据传输切换系统、显微摄像机组、主机及终端，主机连接并控制清洗系统及多路图像数据 传输切换系统，多路图像数据传输切换系统通过数据线连接显微摄像机组，主机的各种控制 及图像在终端显示。
2.根据权利要求1所述的水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：所述清 洗系统为一组继电器开关，通过所连接的主机控制各个继电器的通断，其前端连接清洗水气 源，后端通过清洗管连接显微摄像机组，以清洗或清洁显微摄像机组的镜头。
3.根据权利要求1所述的水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：所述多 路图像数据传输切换系统为图像采集模块，在主计算机的控制下切换传输图像数据给主机， 在主机内利用多种图像处理软件进行图像处理。
4.根据权利要求1所述的水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：所述显 微摄像机为水下微区域显微摄像机，包括密封机壳、CCD摄像机、显微镜头、水下照明灯、 漫反射板及清扫立柱，在密封机壳内同轴通过镜头座安装CCD摄像机，在CCD摄像机的显 微镜头前方的密封机壳前端密封安装石英玻璃窗，在石英密封窗内的密封机壳内安装有水下 照明灯，在密封机壳前端端面均布轴向固装有清扫立柱，该清扫立柱的径向固装漫反射板， 该清扫立柱连通制在密封机壳侧壁上的水气道，在漫反射板与石英密封窗之间的清扫立柱上 向心制有喷孔。
5.根据权利要求4所述的水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：所述漫 反射板垂直于摄像机光轴，石英玻璃窗口、显微镜头、CCD摄像机依次同光轴。
6.根据权利要求1所述的水处理混凝过程水下实时显微监测系统，其特征在于：所述显 微摄像机在絮凝池内的安装位置包括：
显微摄像机水平或者垂直安装在絮凝池的进出水口，观察絮体经每格絮凝后的状态;
显微摄像机水平或者垂直安装在絮凝池水流稳定处，观察桨板不同半径处的絮体状态;
显微摄像机水平或者垂直安装在隔板絮凝池的廊道、廊道转弯处，观察絮体经每挡流速 变化后及在廊道转弯处的状态。
说明书
水处理絮凝过程水下实时显微监测系统
技术领域
本发明属于环保领域，涉及水处理絮凝过程的监测，尤其是一种水下实时显微监测系统。
背景技术
在各类水处理工艺流程中，混凝是必不可少的处理工艺。各种原水都要经过混合和絮凝 设备处理，在混合阶段投加药剂，使得药剂与水中的各种微小的胶体、悬浮物等完成凝聚、 絮凝等反应，逐渐生成较大的絮体，以利在后续的沉淀、过滤等处理中，使得絮体沉降或被 吸附拦截，达到净水的目的，其混凝处理的质量优劣、药剂投加量的高低，直接影响着水处 理的质量和成本。为此，对混凝过程的研究一直是水处理研究中的一个重要课题。
通过检索，尚未发现与本专利申请相关的任何公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水处理混凝过程水下实时显微监测系 统，是在絮凝过程中各关键位置上设置显微监测点，实时监测絮凝的进程，据此调整絮凝池 的工作参数，以达到最佳工作点，减少投药量，保证出水质量。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种水处理混凝过程水下实时显微监测系统，包括清洗系统、多路图像数据传输切换系 统、显微摄像机组、主机及终端，主机连接并控制清洗系统及多路图像数据传输切换系统， 多路图像数据传输切换系统通过数据线连接显微摄像机组，主机的各种控制及图像在终端显 示。
而且，所述清洗系统为一组继电器开关，通过所连接的主机控制各个继电器的通断，其 前端连接清洗水气源，后端通过清洗管连接显微摄像机组，以清洗或清洁显微摄像机组的镜 头。
而且，所述多路图像数据传输切换系统为图像采集模块，在主计算机的控制下切换传输 图像数据给主机，在主机内利用多种图像处理软件进行图像处理。
而且，所述显微摄像机为水下微区域显微摄像机，包括密封机壳、CCD摄像机、显微镜 头、水下照明灯、漫反射板及清扫立柱，在密封机壳内同轴通过镜头座安装CCD摄像机，在 CCD摄像机的显微镜头前方的密封机壳前端密封安装石英玻璃窗，在石英密封窗内的密封机 壳内安装有水下照明灯，在密封机壳前端端面均布轴向固装有清扫立柱，该清扫立柱的径向 固装漫反射板，该清扫立柱连通制在密封机壳侧壁上的水气道，在漫反射板与石英密封窗之 间的清扫立柱上向心制有喷孔。
而且，所述漫反射板垂直于摄像机光轴，石英玻璃窗口、显微镜头、CCD摄像机依次同 光轴。
而且，所述显微摄像机在絮凝池内的安装位置包括：
显微摄像机水平或者垂直安装在絮凝池的进出水口，观察絮体经每格絮凝后的状态;
显微摄像机水平或者垂直安装在絮凝池水流稳定处，观察桨板不同半径处的絮体状态;
显微摄像机水平或者垂直安装在隔板絮凝池的廊道、廊道转弯处，观察絮体经每挡流速 变化后及在廊道转弯处的状态。
本发明的优点和有益效果为：
1、本系统采用水下微区域显微摄像机，该机采用密封机壳，机壳材料选择耐腐蚀的不锈 钢或工程塑料，显微镜头、CCD摄像机、照明LED安装在机壳内，透过石英玻璃窗口对窗 外的絮体颗粒进行显微摄像，成像焦面距窗口外平面为0.5倍焦深(0.5～2.5mm)，漫反射平 面距窗口1倍焦深(1～5mm)。安装在絮凝池不同位置的水下微区域显微摄像机采用不同的焦 深，在絮凝池原水入口处的水下微区域显微摄像机焦深最小，对应的显微放大倍数最大;絮 凝池出水口的水下微区域显微摄像机焦深最大，对应的显微放大倍数最小，以适应较大的絮 体成像。该成像区为一微小矩形区域dxdydz(微元)，光轴方向即为焦深距离dz(窗口至漫 反射板)，横向线度即为dx，竖向线度即为dy，对该微区域进行连续显微摄像，即可在放大 的图像上定量检测絮体颗粒的单位数量、线度、形态、运动速度、趋势等。漫反射板为一不 锈钢薄片，表面磨砂，由四个细柱沿不锈钢薄片边缘部位固装在密封机壳的石英窗口前的密 封机壳上，漫反射面与石英窗口相对，垂直于光轴。四个细柱侧壁开有喷孔，通过细柱内部 的盲孔连接高压水管(压缩空气)，当主机给出清扫指令、窗口清扫控制系统开启相应的电磁 阀，高压水流(压缩空气)由喷口喷出，对窗口和漫反射板进行清扫。
2、本系统采用将多个水下微区域显微摄像机利用固定杆安置在絮凝池的各关键位置上， 如各絮凝池的进出水口及其他想监测的位置上，使水流方向与摄像机光轴垂直，微区域显微 摄像机与水面平行安装可监测深度方向的絮体分布;微区域显微摄像机与水面垂直安装则可 监测水平方向的絮体分布;沿絮凝池水体运动方向布置多个微区域显微摄像机则可监测絮凝 颗粒的成长过程，由此与絮凝池的设计与运行要求比对，即可即时对絮凝池的运行状态给出 准确的判断。
3、本系统的多路微区域显微摄像机的图像数据采用专用的数据采集及存储专用机，包括 多路数据缓存、硬盘阵列等，对图像数据进行快速采集存储，由主机通过高速数据线对其进 行目标调用，有利于主机的图像处理、监测、判别及控制，且又保证了数据的完整和准确。 窗口由主机控制进行定期或指令清扫。
4、本发明设计科学合理，数据采集直观准确，解决了以往絮凝池无法实时准确的进行过 程监测的问题，是一种较为先进的絮凝池过程监测手段，将有利促进水处理厂对水处理技术 的发展。