一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法

一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法
(一)技术领域
1.本发明涉及的是一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法，可对污泥沉降比性能进行快速评估，属于污水处理技术领域。
(二)

背景技术：

2.水污染问题日趋严重。如何科学合理地利用水资源已经成为困扰人类社会的世界性问题，污水处理是解决这一问题的必不可少的措施。污泥沉降比(sv)是指将混匀的曝气池活性污泥混合液倒进容器中，静置沉淀一段时间后污泥沉淀与所取污泥水样混合液体积之比。通常选择静置沉淀30min后污泥沉淀体积占所取混合液体积之比作为污泥沉降比，记为sv30。
3.传统的污泥沉降比实验的采样和过程观测时间往往需要三十分钟以上，会占用工艺工程师比较多的工作时间，因此某些污水处理厂倾向于减少甚至不进行污泥沉降比实验观测，极大降低了污水处理效果。当前检测污泥沉降比的方法技术多种多样，但国内外仍处于广泛应用的初级阶段，而且目前大多是基于污泥沉降完成以后再测定污泥沉降比，虽然能够实现准确测定污泥沉降比，但无法在污泥沉降开始之前，仅由泥水混合样品就可得到污泥沉降比。
4.本发明在以上背景技术的基础上，提出了一种基于光学成像系统的污泥沉降比的检测方法，并通过分析采集光学成像系统下的污泥水样图像mtf与污泥沉降比之间的关系，建立相关模型，省去了污泥沉降过程所需的时间，实现在污泥沉降前快速检测出污泥沉降比。
(三)

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.步骤s1，取出混合均匀的污泥水样并放置于方形容器中，ccd摄像机快速采集光学系统下的刃边图像信息。
8.步骤s2，对所述图像信息进行图像处理，得到处理后的图像信息，上传到上位机；
9.步骤s3，对所述处理后的图像信息进行分析，得到所述图像mtf曲线信息，根据mtf曲线信息与沉降比的关系模型的快速判断当前污泥水样的沉降比。
10.为保证成像光斑的均匀性，采用方形沉降盒，避免圆锥沉降杯形成透镜作用导致光源均匀性改变。光源可使用平行光管。通过选择合适的激发光源，优化光路，从而拍摄出质量较为清晰的刃边图像。
11.需要在杂质沉降前对光学成像系统下到污泥混合水样刃边图像进行采集。
12.污泥水样图像信息分析包括对于各种随机噪声干扰，需要先行剔除，确保能得到准确的污泥水样的mtf。
(四)附图说明
13.图1为本发明实施例的一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法的流程图。
14.图2为本发明污泥水样进料完成之后，检测装置拍摄示意图。由光源(1)，特制光滑刃边(2)，方形容器(3)，相机(4)，上位机(5)组成。
(五)具体实施方式
15.下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。
16.图2为实验过程中污泥沉降过程的示意图。光源(1)采用面光源,将光源置于特制光滑刃边(2)的一侧,方形容器置于特制光滑刃边(2)另一侧，相机(4)置于方形容器(3)的另一侧以保证采集到到刃边图像光照均匀，成像清晰。在方形容器(3)的黑线处为300ml保证进水保持在300ml，以保证实验结果的准确。相机(4)与上位机(5)通过网口进行数据传输。
17.本发明所述的一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法是取出混合均匀的污泥水样并放置于方形容器(3)中，ccd摄像机(4)在污泥沉降前快速采集刃边图像信息，对所述刃边图像信息进行图像处理，得到处理后的图像信息，上传到上位机(5)；对所述处理后的图像信息进行分析，得到所述图像mtf曲线，根据mtf曲线与沉降比的关系模型的快速判断当前污泥水样的沉降比。
18.本发明所述的快速预测的污泥沉降比的测量方法采用特制300ml的方形容器，并通过刃边图像处理算法计算出在杂质沉降前所述图像的mtf曲线信息，根据mtf曲线信息与沉降比的关系模型的快速判断当前污泥水样的沉降比。具体采集图像时间也可以根据实际要求进行修改设定。
19.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照具体的实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、结构部分均为公知技术。

技术特征：

1.一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1，取出混合均匀的污泥水样并放置于方形容器中，ccd摄像机快速采集光学系统下的刃边图像信息；步骤s2，对所述图像信息进行图像处理，得到处理后的图像信息，上传到上位机；；步骤s3，对所述处理后的图像信息进行分析，得到所述图像mtf曲线信息，根据mtf曲线信息与沉降比的关系模型的快速判断当前污泥水样的沉降比。2.如权利要求1所述的基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法，其特征在于，在所述步骤s1中，避免圆锥沉降杯形成透镜作用导致光源均匀性改变，光源可使用平行光管，保证成像光斑的均匀性。3.如权利要求1所述的基于光学成像系统的污泥沉降比检测方法，其特征在于，在所述步骤s1中，ccd摄像机快速采集方形容器中的刃边图像信息，包括：对所述图像需要在杂质沉降前进行采集。4.如权利要求1所述的基于光学成像系统的污泥沉降比检测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，对所述图像信息进行图像处理，包括：对所述图像信息采用刃边法进行处理。5.如权利要求1所述的基于光学成像系统的污泥沉降比检测方法，在所述步骤s3中，其特征在于，所述图像信息分析包括对于各种随机噪声干扰，需要先行剔除。

技术总结

本发明提供的是一种基于光学成像系统的污泥沉降比快速检测方法。其特征是：取出污泥水样并放置于方形容器中，用CCD摄像机快速采集容器中的图像信息，拍摄出质量较为清晰的刃边图像，然后对其刃边图像信息进行图像处理，得出污泥水样在光学成像系统下的MTF曲线，将不同沉降比污泥水样的MTF曲线进行数据拟合，据此建立污泥水样图像的MTF曲线与污泥沉降比之间的关系模型，基于此模型可通过污泥水样的刃边图像快速检测到污泥沉降比。本发明可用于在溶液中杂质开始沉降前，通过采集到的污泥水样图像得到污泥沉降比，省去污泥沉降所需时间，解决人工检测时繁琐、耗时长等问题，提高污泥沉降比检测效率。泥沉降比检测效率。泥沉降比检测效率。