[发明专利]一种红外动态同步监测絮体的仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外动态同步监测絮体的仿真方法，可用于城市水处理混凝阶段的絮体结构仿真模拟。

背景技术

水处理过程中，絮体的分形特性对调节颗粒物的传输与去除发挥着重要的作用。絮凝过程中只有形成粒径尺度合适、结合力强的絮凝体，才能抵抗在后续固液分离时出现的各种剪切力，提高后续处理效果。因此，研究建立絮体生长模型对混凝工艺运行条件控制有实际指导意义。

但是，目前絮体仿真模拟由于采用的方法有所欠缺，模型与絮体结构拟合度不高，代表性差，在实际应用中受到限制。因而对絮凝阶段絮体进行实时图像采集，研究最佳混凝能耗分配，实现对混凝工艺运行条件的有效控制，是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述混凝阶段絮体模型仿真模拟存在的问题，本发明提供了一种红外动态同步监测絮体的仿真方法。

一种红外动态同步监测絮体的仿真方法，包括如下步骤：（1）在混凝反应器中向废水投加一定量的混凝剂，经过混凝过程，产生的絮体性状由三套红外探测装置进行捕捉；（2）将采集到的絮体热图像信号发送至帧捕获器，获得絮体空间多路图像信号，再传输至移动工作站，经过信息收集、存储，进入到数字转换器，完成数字信号的高分辨率采样，将采样结果输送至可编程控制器，完成数字信号的编辑、处理后再将信号送回移动工作站，经过甄选后将数据传输至图形工作站，在此完成絮体的同步仿真模拟，输出絮体仿真模型。

所述的红外探测装置为红外热探测器，能够判别被测目标的温度高低和热分布场，可以根据水温变化探测絮体的运动情况，形成热图像视频信号，实时反映絮体在混凝阶段随水温的变化规律。

所述的帧捕获器为偏振图像帧捕获器，不仅能同时对多个图像帧进行捕获，而且能对捕获的相同帧进行偏振运算，具备多路异步图像采集的功能，较之一般的图像采集设备有很强的优越性。

所述的移动工作站具备全面的OpenGL接口支持，提供高性能的软件编辑及信息传输功能，可满足要求苛刻的工作环境的需求。

所述的数字转换器采用高分辨率的LXI 数字转换器，具有中等采样率，是絮体同步仿真系统中其他仪表的有力补充。

所述的可编程控制器采用超小型PLC，体积小，可大大减少控制设备外部的接线，是实现机电一体化的理想控制设备。

所述的图形工作站为NT工作站，具有价格低廉、配置灵活、使用方便、维护成本低等优势。

通过上述的红外动态同步监测絮体仿真系统的研发可实时采集、存储、模拟絮体的性状，并同时实现絮体图像的同步检测控制，从而实时掌握废水混凝的效果。

本发明涉及红外动态同步监测絮体的仿真方法的开发，该絮体的仿真方法打破了传统絮体图像仿真的局限性，将红外探测技术引入到混凝过程絮体的图像采集中，实现了混凝各阶段絮体性状变化的实时捕捉。本发明所涉及的图像仿真方法弥补了废水混凝处理过程中絮体生长变化的图像采集滞后这方面的缺陷，为实现废水混凝加药自动控制提供技术支持。

附图说明

附图为本发明一种红外动态同步监测絮体的仿真系统的流程示意图。

图中：1红外探测装置，2帧捕获器，3移动工作站，4数字转换器，5可编程控制器，6图形工作站，7混凝反应器。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例，该实施例包括红外探测装置1，三套红外探测装置1进行混凝反应器7中絮体的运动情况探测，将采集到的絮体运动信号发送至帧捕获器2，获得絮体空间多路图像信号，再传输至移动工作站3，经过信息处理进入到数字转换器4, 完成数字信号的高分辨率采样，将采样结果输送至可编程控制器5完成数字信号的编辑、处理后再将信号送回移动工作站3,经过甄选后将数据传输至图形工作站6，在此完成絮体的同步仿真模拟，输出絮体仿真模型。

采用上述红外动态同步监测絮体仿真系统的仿真方法包括如下步骤：（1）在混凝反应器中投加混凝剂，进行废水的混凝处理，在处理过程中采用红外探测装置进行探测混凝絮体的动态变化；（2）将采集到的絮体热图像信号发送至帧捕获器，获得絮体空间多路图像信号，再传输至移动工作站，经过信息收集、存储，进入到数字转换器，完成数字信号的高分辨率采样，将采样结果输送至可编程控制器，完成数字信号的编辑、处理后再将信号送回移动工作站，经过甄选后将数据传输至图形工作站，输出絮体仿真模型。

生成的絮体仿真模型同步精度高，无延时。