[发明专利]一种检测不同空间维度下水中絮体分形特性的方法及系统

摘要

一种检测不同空间维度下水中絮体分形特性的方法及系统，沉淀柱的底部为排泥口，顶部为进水口，进样管与沉淀柱靠近进水口的侧面连接；进样管上设置有旋拧阀；机器视觉LED背光源设置在沉淀柱的一侧，远心镜头与CCD相机连接，CCD相机固定在卧式测试台上，所述卧式测试台、远心镜头、CCD相机组成的采集系统设置在沉淀柱另一侧的观侧面；CCD相机通过数据线与工控机连接，显示器与工控机连接；所述进样管的一端与沉淀柱连接，进样管的另一端为进样口。

主权项

1.一种检测不同空间维度下水中絮体分形特性系统的方法，该方法基于絮体分形特性系统，该系统包括机器视觉LED背光源(1)、沉淀柱(2)、排泥口(3)、卧式测试台(4)、旋拧阀(5)、进样管(6)、远心镜头(7)、CCD相机(8)、数据线(9)、显示器(10)、工控机(11)；具体而言，所述沉淀柱(2)的底部为排泥口(3)，顶部为进水口，进样管(6)与沉淀柱(2)靠近进水口的侧面连接；进样管(6)上设置有旋拧阀(5)；机器视觉LED背光源(1)设置在沉淀柱(2)的一侧，远心镜头(7)与CCD相机(8)连接，CCD相机(8)固定在卧式测试台(4)上，所述卧式测试台(4)、远心镜头(7)、CCD相机(8)组成的采集系统设置在沉淀柱(2)另一侧的观侧面；CCD相机(8)通过数据线(9)与工控机(11)连接，显示器(10)与工控机(11)连接；所述进样管(6)的一端与沉淀柱(2)连接，进样管(6)的另一端为进样口；所述沉淀柱(2)为二通道的矩形结构，其一个对面或两个对面均为石英玻璃材质；装配在CCD相机(8)上的远心镜头(7)为双远心镜头，该镜头为变焦镜头且具有“0”畸变、大景深且解析度高的特点；所述装配有双远心镜头的CCD相机(8)放置在卧式测试台上，该测试台具有高精度的机械结构，多自由度任意调节；其特征在于：该方法包括下述流程，1)在打开旋拧阀(5)的情况下，将系统内注入纯水至预设高度，此时沉淀柱(2)和进样管(6)的液面与旋拧阀(5)的垂直高差至少为6cm，后立即关闭旋拧阀(5)；2)将装配有远心镜头(7)的CCD相机(8)对准置于沉降柱石英玻璃材质一侧的观测面；3)放置并调节机器视觉LED背光源(1)至适宜亮度；4)将数据线(9)连接至工控机(11)；5)将单个絮体缓慢置于进样管(6)中；6)打开排泥口(3)使沉淀柱中液面下降至与阀门垂直高差为2cm；7)缓慢打开旋拧阀(5)，使待测的单个絮体依靠水流的牵制力和惯性作用进入沉淀柱(2)内进行沉降运动；8)操控CCD相机控制软件以5帧/秒的速度进行拍照；9)将光信号转换为电信号通过数据线传递至工控机(11)并记录；10)利用图像处理软件并结合相应的公式对絮体的几何参数、不同空间维度下的分形特性及沉降性能进行计算；所述机器视觉LED背光源(1)为机器视觉LED背光源；所述数据线(9)的传输速度至少为10M/s。