申请日2009.03.06
公开(公告)日2010.01.27
IPC分类号G01N33/18
摘要
本实用新型公开了一种污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，它包括：一组用于采集输入量的前端传感器;一模数转换器，用于将前端传感器采集的模拟输入量转换为数字信号量;一CPU中心处理器，内嵌基于PNN过程神经元网络结构及改进算法编制的软测量程序模块;一键盘输入设备;一组输出设备;所述的一组前端传感器的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端接CPU中心处理器的串行外围接口;键盘输入接于通用输入/输出接口;CPU中心处理器的控制输出端接一组输出设备的输入。其可以实现对出水水质的主要技术指标的测试及显示，测出结果可以用于对出水水质的实时控制。
权利要求书
1、一种污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，其特征在于它包括：
一组用于采集输入量的前端传感器;
一模数转换器，用于将前端传感器采集的模拟输入量转换为数字信号量;
一CPU中心处理器，内嵌基于PNN过程神经元网络结构及改进算法编制的 软测量程序模块;
一键盘输入设备;
一组输出设备;
所述的一组前端传感器的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输 出端接CPU中心处理器的串行外围接口;键盘输入接于通用输入/输出接口; CPU中心处理器的控制输出端接一组输出设备的输入。
2、根据权利要求1所述的污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，其 特征在于：所述一组前端传感器为采集总有机碳含量TOC、溶解氧DO、氧化还原 电位ORP和酸碱度pH值的传感器。
3、根据权利要求1所述的污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，其 特征在于：所述一组前端传感器为采集总有机碳含量TOC、溶解氧DO和污泥浓度 MLSS值的传感器。
4、根据权利要求1所述的污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，其 特征在于：所述的一组输出设备是显示设备、打印设备、数据存储设备和声音输 出设备中的至少一种设备。
5、根据权利要求1所述的污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表， 其特征在于：所述的CPU中心处理器为51系列单片机、AVR系列单片机或ARM 系列单片机。
说明书
污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表
技术领域
本实用新型属于污水处理领域技术，尤其涉及一种污水处理出水水质软测 量在线智能检测仪表。
背景技术
在污水处理过程中存在着过程参数时变、产品质量指标难以在线实时检测 或检测时间严重滞后，因而不能实现实时闭环控制、不易保证产品质量的难题。
为了对污水处理过程出水质量的主要指标COD(Chemical Oxygen Demand 化学需氧量)和BOD(Biochemical Oxygen Demand生物化学需氧量)这类变量 进行实时检测和控制，人们已开始研究采用间接测量的方法，利用易于获取的 其它测量信息，通过数学建模的方法利用这些信息来实现对被检测量的估计。
软测量是随着控制理论、智能科学发展和计算机技术的推广应用，从九十 年代起得到了普遍关注和迅速发展，被认为是进行工业过程监测、优化、控制 的重要方法。软测量是目前检测和过程控制研究发展的重要方向。
过程神经元网络是一种效果较好的软测量建模方法，它具有联想记忆，自 学习，高度容错，快速处理，能逼近高度复杂的非线性系统的特点，适合于非 线性、时变的工程系统。如何更好的利用该过程神经元网络技术来实现对污水 处理出水水质的软测量是业内人士努力寻求的目标。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种污水处理出水水质软测量在线智能检测仪 表，其可以实现对出水水质的主要技术指标的测试及显示，测出结果可以用于 对出水水质的实时控制。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表，它包括：
一组用于采集输入量的前端传感器;
一模数转换器，用于将前端传感器采集的模拟输入量转换为数字信号量;
一CPU中心处理器，内嵌基于PNN过程神经元网络结构及改进算法编制的 软测量程序模块;
一键盘输入设备;
一组输出设备;
所述的一组前端传感器的输出端接模数转换器的输入端，模数转换器的输 出端接CPU中心处理器的串行外围接口;键盘输入接于通用输入/输出接口; CPU中心处理器的控制输出端接一组输出设备的输入。
所述一组前端传感器可以是采集总有机碳含量TOC、溶解氧DO、氧化还原电 位ORP和酸碱度pH值的一组传感器。亦可以是采集总有机碳含量TOC、溶解氧DO 和污泥浓度MLSS值的一组传感器。
所述的一组输出设备是显示设备、打印设备、数据存储设备和声音输出设备 中的至少一种设备。
所述的CPU中心处理器为51系列单片机、AVR系列单片机或ARM系列单片机。
所述的总有机碳含量TOC(Total Organic Carbon)是指在排水中构成有机 物的碳的总量，可作为测定污染程度的重要指标。其单位一般表示为“毫克/升”。
所述的溶解氧DO(Dissolved Oxygen)是水体环境质量的一项极其重要的 综合性表观指标，它直接反映水体受有机物、微生物、藻类等物质污染的程度， 在环境水质监测中被广泛采用，DO值的变化主要由曝气量所影响，监测DO可 以优化调节曝气量，控制用电量，进而可以控制污水处理成本。其单位一般表 示为“毫克/升”。
所述的氧化还原电位ORP(Oxidation Reduction Potential)是指溶液的氧 化还原电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标，其单位是毫升。
所述的污泥浓度MLSS系指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量 (常以MLSS表示)，单位用“克/升”或“毫克/升”。污泥浓度MLSS的大小 间接地反映混合液中所含微生物的量。为了保证曝气池的净化效率，必须在池 内维持一定量的污泥浓度。一般来说，对于普通活性污泥法，曝气池内污泥浓 度MLSS常控制在2-3克/升之间。
本实用新型污水处理出水水质软测量在线智能检测仪表用于污水处理出 水水质软测量方法中，主要为解决因BOD和COD化学方法检测的大滞后带来的 在线检测问题，故选用总有机碳含量TOC、溶解氧DO、污泥浓度MLSS值作为一 组或选用总有机碳含量TOC、溶解氧DO、氧化还原电位ORP和酸碱度pH值作 为一组采集的输入二次变量，将BOD5和COD作为控制输出的主导变量，由检测 仪的CPU中心处理器基于PNN过程神经元网络结构及改进算法可快速地计算推 导出BOD5(BOD变量中的一常用表示指标，为五天生物化学需氧量)或COD值 并输出，从而可以将得到的结果数据适时地用于污水处理的实时闭环控制，以 保证出水达标并节省电能。
本实用新型的优点是：本实用新型污水处理出水水质软测量在线智能检测 仪表测出的结果滞后时间短，误差小，环境适应能力强，成本相对较低，可操 作性强，使用方便;为实现实时闭环控制、保证产品质量打下坚实基础。