[发明专利]湍动条件下低浓度污泥沉降速率的测量方法和装置无效
申请号: | 200810069612.0 | 申请日: | 2008-04-30 |
公开(公告)号: | CN101266258A | 公开(公告)日: | 2008-09-17 |
发明(设计)人: | 张代钧;许丹宇;陈园;郭丽莎 | 申请(专利权)人: | 重庆大学 |
主分类号: | G01P5/18 | 分类号: | G01P5/18;G01N15/02 |
代理公司: | 重庆市前沿专利事务所 | 代理人: | 郭云 |
地址: | 400044重庆*** | 国省代码: | 重庆;85 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 条件下 浓度 污泥 沉降 速率 测量方法 装置 | ||
1.一种湍动条件下低浓度污泥沉降速率的测量方法,包括:
(a)影像撷取步骤,获取沉降柱中被测污泥的影像;
(b)影像处理步骤,将被测污泥的影像转换成计算机可识别处理的格式,并根据沉降柱的实际尺寸以及该沉降柱的影像尺寸计算测量中所用的换算比例;
(c)影像测量步骤,测量影像以获取被测污泥的资料;
其特征在于所述影像测量步骤包括:
污泥粒径测量步骤(405),测量污泥影像中污泥的的平均粒径,以根据换算比例计算被测量污泥的实际平均粒径,该污泥粒径测量步骤依次包含下列步骤:
二值化处理步骤(501),对获取的污泥影像进行二值化处理;
对象标记步骤(502),将影像中的各污泥粒子进行对象标记;
计算粒径步骤(503),计算影像中各污泥粒子的粒径,以计算影像中污泥的平均粒径,根据换算比例计算污泥的实际平均粒径;
污泥沉降速率测量步骤(408),选取相邻的两帧污泥影像,根据同一个污泥粒子在两帧影像中的相对位移计算该污泥粒子的沉降速率,以计算出在影像上污泥运动的速率,并由换算比例计算出污泥实际沉降速率,该污泥沉降速率测量步骤依次包含下列步骤:
划分搜索区域步骤(601),获取相邻两帧影像,在第一帧影像中划分子窗口f,以及在第二帧影像中以f为中心划分搜索区域;
粒子匹配计算步骤(602),对在搜索区域中的粒子进行匹配计算,以在第二帧影像中找出在第一帧子窗口f中的污泥粒子;
计算粒子的沉降速率步骤(603),根据分子窗口f中的污泥粒子在两帧影像中的相对位移,计算在影像中粒子的二维速率,由粒子垂向速度的加权平均值换算出实际条件下污泥的沉降速率。
2.根据权利要求1所述的湍动条件下低浓度污泥沉降速率的测量方法,其特征在于所述影像处理步骤(403)还包含有用于对原始影像进行增强与去噪处理的步骤。
3.一种湍动条件下低浓度污泥沉降速率的测量装置,包括:
透明容器(208),用于盛装被测污泥;
影像获取设备(103),用于获取被测污泥和标准尺寸物件的影像;
测量计算机(105),通过数据线与影像获取设备(103)连接,用于执行程序以分析处理被测污泥的影像,从而获取污泥的测量资料,该测量计算机(105)包含:
影像撷取模块(300),用于撷取影像获取设备(103)所获得的污泥影像以及标准尺寸物件的影像;
影像处理模块(302),用于处理污泥的影像以获取测量该污泥所需要的基本资料,该影像处理模块(302)内设置有比例换算子模块(303),用于根据标准尺寸物件的实际尺寸以及该物件的影像尺寸计算测量中所用的换算比例;
影像测量模块(305),用于根据影像处理模块(302)所获取的资料进行运算,以获取被测污泥的资料;
其特征在于:
所述影像测量模块(305)包含:
污泥粒径测量子模块(306),用于根据影像处理模块(302)所获取的污泥影像,计算污泥影像的平均粒径,以根据换算比例计算被测量污泥的实际平均粒径,该污泥粒径测量子模块(306)设置有污泥影像二值化处理子模块(307)、对象标记子模块(308)和污泥粒径测量子模块(309)构成,其中,污泥影像二值化处理子模块(307)用于对影像处理模块所获得的污泥影像进行二值化处理,以提取污泥的信息;所述对象标记子模块(308)用于统计污泥影像中污泥粒子的个数;所述污泥粒径测量子模块(309)用于通过计算各个污泥像素的面积,根据换算比例计算污泥的实际平均粒径;
污泥沉降速率测量子模块(310),用于根据影像处理模块(302)所获取的两帧影像进行运算,计算出在影像上污泥运动的速率,并由换算比例计算出污泥实际沉降速率,该污泥沉降速率测量子模块(310)设置有划分计算区域子模块(311)、搜索子模块(312)和计算子模块(313)构成,所述划分计算区域子模块(311)用于在第一帧影像中划分子窗口f以及在第二帧影像中以f为中心划分搜索区域;所述搜索子模块(312)用于在第二帧影像中找出在第一帧子窗口f中的污泥粒子;所述计算子模块(313)用于根据分子窗口f中的污泥粒子在两帧影像中的相对位移,计算在影像中粒子的二维速率,由粒子垂向速度的加权平均值换算出实际条件下污泥的沉降速率。
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