基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统的制作方法

1.本发明涉及污泥沉淀处理技术领域，尤其涉及基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统。


背景技术：

2.本发明应用到范围为初沉的污泥自然沉降，混凝沉淀的物化化学沉降、生化池的生化污泥沉降，现有的沉降过程通过经验丰富的废水工程师进行水质力判断，且一些特殊工艺，例如，生化池的生化污泥沉降，需要更长时间，而且更换不同的废水，还需要一定时间去适应，无法形成统一检测识别的标准，造成监控识别的效率较低的问题；同时现有系统无法对泥水进行动态和静态的双重检测，并对泥水处理线进行识别深化定位，造成检测识别的功能较弱，精度较低的问题；
3.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：通过直射光穿过泥水或处理后污水的光强强度进行动态监控分析污水处理过程中的水质情况，对单个或多个污水处理线进行定位监控识别，保证污水处理系统运行的性能，为自动化处理污水提供控制参数，实现实时动态识别监控警报的功能，还在污水处理线在达到预警状态时，通过设定预设时间深化光强强度和污泥沉淀图像的结合处理自动化逐步识别预警状态中的污水处理线，再对其进行逐步深度识别判断，实现双重逐步的辅助警示功能，构建统一的评判标准，实现高效管理，提高识别监控的精度；
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，包括沉淀识别单元和服务器，所述服务器包括光强采集单元、光强分析单元、控制采集单元、图表分析单元和深化处理单元
7.沉淀识别单元，所述沉淀识别单元设有多个，且沉淀识别单元安装于对应泥水处理管道上；光强采集单元实时采集沉淀识别单元生成的光强度值，再提取服务器中单元标签集合，且将光强度值分别与单元标签集合内的序号进行一一对应并构建动态光强标签数据，并将动态光强标签数据发送光强分析单元；
8.光强分析单元实时接收动态光强标签数据，获取动态光强标签内数据大于预设光强区间最大值的沉淀识别单元并构建警报数据标签，警报数据标签生成后进行警报处理操作；再获取动态光强标签内数据处于预设光强区间内的沉淀识别单元并构建异常数据标签，且将异常数据标签内的数据分别与预设光强区间进行相减分别得到异常值，通过将生成的异常值进行从大到小排列，且获取排列第一异常值对应的沉淀识别单元，并生成标记控制信号；且将标记控制信号发送给控制采集单元；
9.控制采集单元接收到标记控制信号后，采集预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像发送给图表分析单元；图表分析单元接收到预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像后，经双重分析处理生成预警信号；且将预警信号发送给深化处理
单元；
10.深化处理单元接收到预警信号后，通过预警信号对应的沉淀识别单元编辑预警文本，且将预警文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到预警文本后，通过沉淀识别单元的序号确定对应污水处理线处理状态；同时通过光强分析单元获取逐步从到小获取异常值对应的沉淀识别单元后并重复上述分析过程直到不产生预警信号则定位识别完成。
11.进一步的，警报处理操作具体操作为编辑警报文本，且将警报数据标签和警报文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到警报数据标签和警报文本后，通过警报数据标签对沉淀识别单元进行定位。
12.进一步的，深化处理单元的双重分析处理过程如下：
13.获取预设时间内光强度值的平均值，且将平均光强值标定为g，还将预设时间内的光强度值构建光强－时间折线，且将光强－时间折线与预设折线进行重叠，并获取重叠度值，且将重叠度值进行标记为r；
14.且将预设时间内的泥水沉淀图像进行等时刻切分，分别获取此时刻的泥水沉淀图，再将泥水沉淀图转换为灰度值后形成灰度沉淀图，且将灰度沉淀图进行坐标化(x、y)，则其中i为取遍该灰度沉淀图内每一像素，(xi、yi)则为灰度沉淀图置入于三维坐标中的第i个坐标，且ci为第i个坐标处的灰度值，获取像素间的灰度值大于预设值的像素面积，且将此像素面积记为沉淀面积，还将沉淀面积标记为m；
15.且将生成的重叠度值r、平均光强值g、沉淀面积m经归一化公式处理得到预警基准a；还将预警基准a与预设值a进行比较，当预警基准a小于预设值a时，则不生成预警信号，当预警基准a大于等于预设值a时，则生成预警信号。
16.进一步的，服务器信号连接有数据标定单元和登录注册单元；
17.数据标定单元将多个沉淀识别单元进行标定并构建单元标签集合，且将单元标签集合发送到服务器并进行储存；
18.登录注册单元用于监控人员通过电脑终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至服务器内存储，将注册成功的监控人员标记为注册人员；同时将注册成功的时刻标记为注册人员的注册时间，其中，注册信息包括姓名、年龄、手机号码和监控次数。
19.进一步的，沉淀识别单元包括黑色箱体，所述黑色箱体内固定设有透明箱体，所述透明箱体设于黑色箱体的中部，所述透明箱体的两侧分设有激光发射板和光强接收板，所述激光发射板和光强接收板安装于黑色箱体内，且激光发射板和光强接收板相对设置，所述透明箱体的下方设有图像感应器，所述图像感应器的采集端正对透明箱体，且图像感应器安装于黑色箱体内，且图像感应器与透明箱体的处于同一中轴线上；
20.所述透明箱体的顶部贯通连接有进液管和清洁水管，所述进液管和清洁水管的一端与透明箱体固定连接，且进液管和清洁水管的另一端固定贯穿黑色箱体的内壁延伸到其外部并安装有第二电磁阀，所述进液管外接排污管，所述透明箱体的底部中心处贯通连接有排污斗，所述排污斗的最低端贯通连接有排污管，所述排污管上安装有电动排污泵和第
一电磁阀，所述电动排污泵设于第一电磁阀的上方，且排污管的一端贯穿黑色箱体延伸到其外部。
21.进一步的，所述激光发射板包括聚光板，所述聚光板开设有聚光孔，所述聚光孔设有多个，且聚光孔按矩形阵列分布，所述聚光孔内安装有灯源，所述灯源电性连接有灯光控制器。
22.进一步的，所述激光发射板和光强接收板的外端设有吸光套，所述吸光套为黑色材料，所述吸光套的两端分别与黑色箱体的内壁和透明箱体的外侧固定连接，所述图像感应器的顶面设有挡光板，所述挡光板设于图像感应器与排污斗之间。
23.进一步的，所述黑色箱体贯通连接有进气口和排气口，所述进气口和排气口上螺纹套设螺盖。
24.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
25.本发明通过直射光穿过泥水或处理后污水的光强强度进行动态监控分析污水处理过程中的水质情况，对单个或多个污水处理线进行定位监控识别，保证污水处理系统运行的性能，为自动化处理污水提供控制参数，实现实时动态识别监控警报的功能，还在污水处理线在达到预警状态时，通过设定预设时间深化光强强度和污泥沉淀图像的结合处理自动化逐步识别预警状态中的污水处理线，再对其进行逐步深度识别判断，实现双重逐步的辅助警示功能，构建统一的评判标准，实现高效管理，提高识别监控的精度。
附图说明
26.图1示出了本发明的流程框图；
27.图2示出了沉淀识别单元的结构示意图；
28.图3示出了激光发射板的侧面图；
29.图例说明：
30.1、黑色箱体；2、透明箱体；3、激光发射板；4、光强接收板；5、图像感应器；6、排污斗；7、电动排污泵；8、排污管；9、第一电磁阀；10、进液管；11、清洁水管；12、第二电磁阀；13、吸光套；14、进气口；15、排气口；16、螺盖；17、挡光板；301、聚光板；302、聚光孔；303、灯源。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1：
33.如图1-3所示，基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，包括沉淀识别单元、数据标定单元、登录注册单元和服务器；
34.沉淀识别单元，沉淀识别单元设有多个，且沉淀识别单元安装于对应泥水处理管道上；
35.其中沉淀识别单元包括黑色箱体1，黑色箱体1内固定设有透明箱体2，透明箱体2设于黑色箱体1的中部，透明箱体2的两侧分设有激光发射板3和光强接收板4，激光发射板3
和光强接收板4安装于黑色箱体1内，且激光发射板3和光强接收板4相对设置，激光发射板3垂直发射光束穿过透明箱体2并由光强接收板4接收，且生成光强度值，透明箱体2的下方设有图像感应器5，图像感应器5的采集端正对透明箱体2，图像感应器5用于拍摄透明箱体2内泥水图像，且图像感应器5安装于黑色箱体1内，且图像感应器5与透明箱体2的处于同一中轴线上；
36.透明箱体2的顶部贯通连接有进液管10和清洁水管11，进液管10和清洁水管11的一端与透明箱体2固定连接，且进液管10和清洁水管11的另一端固定贯穿黑色箱体1的内壁延伸到其外部并安装有第二电磁阀12，进液管10外接排污管8，清洁水管11外接清洁液，排污管8外接泥水将其通过进液管10流到透明箱体2内，且清洁液通过清洁水管11进入到透明箱体2内对其内泥水进行清洗，透明箱体2的底部中心处贯通连接有排污斗6，排污斗6的最低端贯通连接有排污管8，排污管8上安装有电动排污泵7和第一电磁阀9，电动排污泵7设于第一电磁阀9的上方，且排污管8的一端贯穿黑色箱体1延伸到其外部并与外接回流管或废水箱，回流管将监控用水重新导入到泥水中，废水箱则保存泥水；
37.激光发射板3包括聚光板301，聚光板301开设有聚光孔302，聚光孔302设有多个，且聚光孔302按矩形阵列分布，聚光孔302内安装有灯源303，灯源303电性连接有灯光控制器，灯光控制器用于控制灯源303的强度，且灯光控制器未画出，
38.激光发射板3和光强接收板4的外端设有吸光套13，吸光套13为黑色材料，吸光套13的两端分别与黑色箱体1的内壁和透明箱体2的外侧固定连接，且吸光套13用于防止光扩散，以达到更好的光强采集效果，图像感应器5的顶面设有挡光板17，挡光板17设于图像感应器5与排污斗6之间，从而将图像感应器5与排污斗6分开，使图像感应器5采集泥水图像的过程中不会拍摄到排污斗6及其相连的部件；
39.黑色箱体1贯通连接有进气口14和排气口15，进气口14和排气口15上螺纹套设螺盖16，旋转螺盖16并将其取下后，通过进气口14向黑色箱体1内冲入氮气，当黑色箱体1内冲入氮气的过程中，会将其内的空气通过排气口15挤出，当充气到预设时间后，重新旋上螺盖16，使黑色箱体1重新密封，使黑色箱体1充满氮气，从而防止空气中的水汽使透明箱体2内外温差较大，即透明箱体2内液体温度较低，透明箱体2外即黑色箱体1内温度较高，导致透明箱体2的玻璃面起雾；
40.数据标定单元，将多个沉淀识别单元进行标定并构建单元标签集合，单元标签集合具体表示为1、2、3、4、
……
、i；i为正整数，且i为沉淀识别单元的序号，i还表示沉淀识别单元的总数量；
41.且将单元标签集合发送到服务器并进行储存；
42.登录注册单元，用于监控人员通过电脑终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至服务器内存储，将注册成功的监控人员标记为注册人员；同时将注册成功的时刻标记为注册人员的注册时间，其中，注册信息包括姓名、年龄、手机号码和监控次数；
43.服务器包括光强采集单元、光强分析单元、控制采集单元、图表分析单元和深化处理单元；
44.工作原理使用时：
45.步骤一：将多个沉淀识别单元分别安装于对应的泥水处理管道上，打开进液管10
处的第一电磁阀9和排污管8处的第二电磁阀12，使泥水通过沉淀识别单元，保证若干沉淀识别单元处于动态监控状态，若干沉淀识别单元则分别对应污水处理线；沉淀识别单元实时采集沉淀识别单元生成的光强度值，再提取服务器中单元标签集合，且将光强度值分别与单元标签集合内的序号进行一一对应并构建动态光强标签数据，且将动态光强标签数据发送光强分析单元；
46.步骤二：光强分析单元实时接收动态光强标签数据，获取动态光强标签内数据小于预设光强区间最小值的沉淀识别单元并构建正常数据标签，正常数据标签表明沉淀识别单元处的污水处理线正常；
47.获取动态光强标签内数据大于预设光强区间最大值的沉淀识别单元并构建警报数据标签，警报数据标签生成后进行警报处理操作；警报处理操作具体操作为编辑警报文本，且将警报数据标签和警报文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到警报数据标签和警报文本后，通过警报数据标签对沉淀识别单元进行定位，从而识别到对应污水处理线的污水处理出现异常；
48.再获取动态光强标签内数据处于预设光强区间内的沉淀识别单元并构建异常数据标签，且将异常数据标签内的数据分别与预设光强区间进行相减分别得到异常值，通过将若干异常值从大到小排列，且获取排列第一异常值对应的沉淀识别单元，并生成标记控制信号；
49.且将标记控制信号发送给控制采集单元；
50.步骤三：控制采集单元接收到标记控制信号后，控制沉淀识别单元关闭进液管10处的第一电磁阀9和排污管8处的第二电磁阀12使流路关闭，同时打开图像感应器5，并通过图像感应器5从底部采集预设时间的泥水沉淀图像，同时通过光强采集单元采集预设时间内的光强度值；
51.并将预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像发送给图表分析单元；
52.步骤四：图表分析单元接收到预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像后，获取预设时间内光强度值的平均值，且将平均光强值标定为g，还将预设时间内的光强度值构建光强－时间折线，且将光强－时间折线与预设折线进行重叠，并获取重叠度值，且将重叠度值进行标记为r；其中重叠度值表示监控过程中数据的稳定性，重叠度越高说明单元第一的污水处理线越稳定，反之，则说明污水处理线的污水越不稳定；
53.且将预设时间内的泥水沉淀图像进行等时刻切分，分别获取此时刻的泥水沉淀图，再将泥水沉淀图转换为灰度值后形成灰度沉淀图，且将灰度沉淀图进行坐标化(x、y)，则其中i为取遍该灰度沉淀图内每一像素，(xi、yi)则为灰度沉淀图置入于三维坐标中的第i个坐标，且ci为第i个坐标处的灰度值，获取像素间的灰度值大于预设值的像素面积，且将此像素面积记为沉淀面积，还将沉淀面积标记为m,
54.且将生成的重叠度值r、平均光强值g、沉淀面积m经归一化公式处理得到预警基准a；
55.归一化公式为其中e1、e2、e3均为转换因子，转换因子使模拟
计算的结果更加的接近真实值，且e1大于e2大于e3，e1+e2+e3＝7.5
56.还将预警基准a与预设值a进行比较，当预警基准a小于预设值a时，则不生成预警信号，
57.当预警基准a大于等于预设值a时，则生成预警信号；
58.且将预警信号发送给深化处理单元；
59.步骤五：深化处理单元接收到预警信号后，通过预警信号对应的沉淀识别单元编辑预警文本，且将预警文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到预警文本后，通过沉淀识别单元的序号确定对应污水处理线处理状态；
60.同时通过光强分析单元获取第二异常值对应的沉淀识别单元后，重复上述步骤三和步骤四的识别过程，当其正常时则结束识别，当再次预警信号后，重复上述过程，将异常值对应的沉淀识别单元进行依次识别，直到不再生成预警信号或监控完全，从而降低处理器同时识别的线程和降低功耗，防止同时监控过程中通信堵塞；
61.综合上述技术方案，本发明通过直射光穿过泥水(未处理)或处理后污水的光强强度进行动态监控分析污水处理过程中的水质情况，对单个或多个污水处理线进行定位监控识别，保证污水处理系统运行的性能，为自动化处理污水提供控制参数，实现实时动态识别监控警报的功能，还在污水处理线在达到预警状态时，通过设定预设时间深化光强强度和污泥沉淀图像的结合处理自动化逐步识别预警状态中的污水处理线，再对其进行逐步深度识别判断，实现双重逐步的辅助警示功能，构建统一的评判标准，实现高效管理，提高识别监控的精度。
62.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，包括沉淀识别单元和服务器，所述服务器包括光强采集单元、光强分析单元、控制采集单元、图表分析单元和深化处理单元沉淀识别单元，所述沉淀识别单元设有多个，且沉淀识别单元安装于对应泥水处理管道上；光强采集单元实时采集沉淀识别单元生成的光强度值，再提取服务器中单元标签集合，且将光强度值分别与单元标签集合内的序号进行一一对应并构建动态光强标签数据，并将动态光强标签数据发送光强分析单元；光强分析单元实时接收动态光强标签数据，获取动态光强标签内数据大于预设光强区间最大值的沉淀识别单元并构建警报数据标签，警报数据标签生成后进行警报处理操作；再获取动态光强标签内数据处于预设光强区间内的沉淀识别单元并构建异常数据标签，且将异常数据标签内的数据分别与预设光强区间进行相减分别得到异常值，通过将生成的异常值进行从大到小排列，且获取排列第一异常值对应的沉淀识别单元，并生成标记控制信号；且将标记控制信号发送给控制采集单元；控制采集单元接收到标记控制信号后，采集预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像发送给图表分析单元；图表分析单元接收到预设时间内的光强度值和预设时间内的泥水沉淀图像后，经双重分析处理生成预警信号；且将预警信号发送给深化处理单元；深化处理单元接收到预警信号后，通过预警信号对应的沉淀识别单元编辑预警文本，且将预警文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到预警文本后，通过沉淀识别单元的序号确定对应污水处理线处理状态；同时通过光强分析单元获取逐步从到小获取异常值对应的沉淀识别单元后并重复上述分析过程直到不产生预警信号则定位识别完成。2.根据权利要求1所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，警报处理操作具体操作为编辑警报文本，且将警报数据标签和警报文本通过服务器发送给监控人员的电脑终端，当监控人员看到警报数据标签和警报文本后，通过警报数据标签对沉淀识别单元进行定位。3.根据权利要求1所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，深化处理单元的双重分析处理过程如下：获取预设时间内光强度值的平均值，且将平均光强值标定为g，还将预设时间内的光强度值构建光强－时间折线，且将光强－时间折线与预设折线进行重叠，并获取重叠度值，且将重叠度值进行标记为r；且将预设时间内的泥水沉淀图像进行等时刻切分，分别获取此时刻的泥水沉淀图，再将泥水沉淀图转换为灰度值后形成灰度沉淀图，且将灰度沉淀图进行坐标化(x、y)，则其中i为取遍该灰度沉淀图内每一像素，(xi、yi)则为灰度沉淀图置入于三维坐标中的第i个坐标，且ci为第i个坐标处的灰度值，获取像素间的灰度值大于预设值的像素面积，且将此像素面积记为沉淀面积，还将沉淀面积标记为m,且将生成的重叠度值r、平均光强值g、沉淀面积m经归一化公式处理得到预警基准a；还将预警基准a与预设值a进行比较，当预警基准a小于预设值a时，则不生成预警信号，当预警
基准a大于等于预设值a时，则生成预警信号。4.根据权利要求3所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，服务器信号连接有数据标定单元和登录注册单元；数据标定单元将多个沉淀识别单元进行标定并构建单元标签集合，且将单元标签集合发送到服务器并进行储存；登录注册单元用于监控人员通过电脑终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息发送至服务器内存储，将注册成功的监控人员标记为注册人员；同时将注册成功的时刻标记为注册人员的注册时间，其中，注册信息包括姓名、年龄、手机号码和监控次数。5.根据权利要求1所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，沉淀识别单元包括黑色箱体(1)，所述黑色箱体(1)内固定设有透明箱体(2)，所述透明箱体(2)设于黑色箱体(1)的中部，所述透明箱体(2)的两侧分设有激光发射板(3)和光强接收板(4)，所述激光发射板(3)和光强接收板(4)安装于黑色箱体(1)内，且激光发射板(3)和光强接收板(4)相对设置，所述透明箱体(2)的下方设有图像感应器(5)，所述图像感应器(5)的采集端正对透明箱体(2)，且图像感应器(5)安装于黑色箱体(1)内，且图像感应器(5)与透明箱体(2)的处于同一中轴线上；所述透明箱体(2)的顶部贯通连接有进液管(10)和清洁水管(11)，所述进液管(10)和清洁水管(11)的一端与透明箱体(2)固定连接，且进液管(10)和清洁水管(11)的另一端固定贯穿黑色箱体(1)的内壁延伸到其外部并安装有第二电磁阀(12)，所述进液管(10)外接排污管(8)，所述透明箱体(2)的底部中心处贯通连接有排污斗(6)，所述排污斗(6)的最低端贯通连接有排污管(8)，所述排污管(8)上安装有电动排污泵(7)和第一电磁阀(9)，所述电动排污泵(7)设于第一电磁阀(9)的上方，且排污管(8)的一端贯穿黑色箱体(1)延伸到其外部。6.根据权利要求5所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，所述激光发射板(3)包括聚光板(301)，所述聚光板(301)开设有聚光孔(302)，所述聚光孔(302)设有多个，且聚光孔(302)按矩形阵列分布，所述聚光孔(302)内安装有灯源(303)，所述灯源(303)电性连接有灯光控制器。7.根据权利要求5所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，所述激光发射板(3)和光强接收板(4)的外端设有吸光套(13)，所述吸光套(13)为黑色材料，所述吸光套(13)的两端分别与黑色箱体(1)的内壁和透明箱体(2)的外侧固定连接，所述图像感应器(5)的顶面设有挡光板(17)，所述挡光板(17)设于图像感应器(5)与排污斗(6)之间。8.根据权利要求5所述的基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，其特征在于，所述黑色箱体(1)贯通连接有进气口(14)和排气口(15)，所述进气口(14)和排气口(15)上螺纹套设螺盖(16)。

技术总结
本发明公开了基于远程监控的双光辨别污泥沉淀识别系统，涉及污泥沉淀处理技术领域；本发明通过直射光穿过泥水或处理后污水的光强强度进行动态监控分析污水处理过程中的水质情况，对单个或多个污水处理线进行定位监控识别，保证污水处理系统运行的性能，为自动化处理污水提供控制参数，实现实时动态识别监控警报的功能，还在污水处理线在达到预警状态时，通过设定预设时间深化光强强度和污泥沉淀图像的结合处理自动化逐步识别预警状态中的污水处理线，再对其进行逐步深度识别判断，实现双重逐步的辅助警示功能，构建统一的评判标准，实现高效管理，提高识别监控的精度。提高识别监控的精度。提高识别监控的精度。


技术研发人员：徐颋 汤伟 俞忠力 秦丽佳 臧影
受保护的技术使用者：浙江绿维环境股份有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/6/12