[发明专利]一种通过图像视觉来检测水质的系统及方法

说明书

本发明提供一种通过图像视觉来检测水质的系统及方法，系统包括摄像机、多位阀、高压阀、三通阀、液体计量模块、微电脑控制器、滴定皿、滴定管、温度传感器、蠕动泵、加热皿等。多位阀的多个支流道分别连接空气管道、蒸馏水管道、水样管道、标定管道、质控样管道、以及各种水质检测所需的试剂管道。本发明将水质检测每个测试过程的用视频全程记录，并且通过视觉算法识别测试过程，判断加热皿及滴定皿中液体的化学反应是否完成；同时识别指示剂滴定管和还原剂滴定管的上刻度变化数值，得出指示剂和还原剂的使用量；根据测试规范自动计算出定水中包含的COD、氨氮、高锰酸盐数值等。本发明完全做到人工在实验室中使用滴定法测试的准确度。

技术领域

本发明涉及水质在线监测技术领域，具体涉及一种通过图像视觉来检测水质的系统及方法。

背景技术

在工业废水排放与净化处理过程中，为了采取有效处理方法、控制污染物排放浓度，广泛采用各种pH、COD、电导率、氨氮、重金属离子等在线检测仪器。这些仪器的使用有效地反映了被测水质浓度情况。但由于各种工业废水中污染物种类繁多、浓度差异大、腐蚀性强、干扰大、系统复杂难维护等问题，导致市面上很多昂贵的检测仪器使用寿命短、检测结果不可靠。真正采用取信数据时，最终的检测结果还需要人工复核一遍，通俗讲就是把被测样送到实验室由专业的测试人员重新测试一遍，这样的测试又费力又费时。

水质在线监测领域太需要一种革命性的测试技术出现，本发明就是顺应时代的要求因应而生的。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种通过图像视觉来检测水质的系统及方法，能够进行连续、快速及准确的在线水质检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过图像视觉来检测水质的系统，包括多位阀、加热皿、滴定皿、指示剂滴定管、还原剂滴定管、摄像机；

所述多位阀包括中心输出流道和多路输入支流道，多路输入支流道分别连接空气管道、蒸馏水管道、水样管道、滴定皿，以及各种水质检测所需的试剂管道，中心输出流道连通加热皿的开口；

所述指示剂滴定管、还原剂滴定管和滴定皿的一侧分别设有第二摄像机、第三摄像机和第一摄像机，同时还设有记录全景运行的第四摄像机。四部摄像机用于记录测试过程中各测试单元试剂用量和测试液体的化学反应视频，并通过图像识别得到测试过程的各项信息。

进一步的，所述加热皿的上下两个开口分别连接上高压阀和下高压阀的一个接口，上高压阀的另一个接口连接所述空气管道，空气管道上设有第一进样泵；下高压阀的另一个接口与所述多位阀的中心输出流道连接，连接管道上设有光电传感器。

进一步的，所述指示剂滴定管入口连接指示剂容器，连接管道上设有第二进样泵，出口连通滴定皿；

所述还原剂滴定管入口连接还原剂容器，连接管道上设有第四进样泵，出口连通滴定皿，连通管道上设有第三进样泵。

进一步的，所述第一进样泵、第二进样泵、第三进样泵、第四进样泵为线性注射器或蠕动泵。

进一步的，所述加热皿包括器皿和加热电阻丝，加热电阻丝缠绕于器皿外壁；所述器皿的外壁设温度传感器。

进一步的，所述指示剂滴定管、还原剂滴定管的预设刻度出分别安装光电传感器，用于计量液位高度。

基于上述系统的水质检测方法，包括如下步骤：

步骤1：按照检测要求，依次将检测所需试剂、水样对应的输入支流道与下高压阀连通，第一进样泵依次将检测所需试剂和水样吸入加热皿中；通过加热电阻丝和温度传感器控制加热皿温度；光电传感器记录水样的流量；第四摄像机同步记录加热皿的化学反应过程。

步骤2：滴定皿进口通道和加热皿开口连通，第一进样泵将加热皿中混合液推入滴定皿内；