CN108050881B - 胶球计数与胶球形态监测系统 - Google Patents

胶球计数与胶球形态监测系统 Download PDF

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Abstract

胶球计数与胶球形态监测方法及系统包括灌体，包括灌体，罐体连通有进球管，罐体内还设置有收球网，罐体内位于收球网上方还设置有图像采集装置，收球网处还设置有高度检测装置，罐体上端连通有注水管，罐体下端连通有排水管，注水管处设有上水位检测装置，排水管处设置有下水位检测装置，排水管连通有流量监测装置，还包括控制器，流量监测装置、高度检测装置、图像采集装置、上水位检测装置、下水位检测装置均与控制器电连接，控制器包括处理器、存储器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，方便计数，同时在回放可以看到胶球体积的变化及收球罐体内的杂质，对运行中的胶球形成进行有效的监测。

Description

胶球计数与胶球形态监测系统
技术领域
本发明涉及工业水冷壳管式凝汽器领域的胶球计数设备，尤其涉及一种应用于胶球在线清洗装置上胶球计数与胶球形态监测系统。
背景技术
众所周知，对于面积大于1000平方米以上的水冷壳管式凝汽器，由于水质的原因，大部分都装有在线清洗设备（胶球系统），其原理是利用胶球系统里面的胶球，在循环水流速与压力的作用下，通过胶球与凝汽器管程内表面不断的擦洗，一直保持凝汽器管程内表面的清洁，从而提高工业企业的生产效率，但胶球清洗系统在运行过程中验证其效果好坏的两个最重要的指标：一是收球率，所谓收球率就是：收球率＝（收球数/投球数）*%；二是运行中的胶球形态的变化；胶球形态监测可以监测胶球形体变化的大小及胶球表面泥垢的多少，也可以监测到收球罐体内的杂质，以便管理人员及时处理，从而提高胶球运行的清洗效果；在收球时，大都靠人工来计算收球的数量，人工计数要费时费力，时间一长也会出现计数出错的问题；也有通过光电管路来计算收球数量的，但存在错读与误读、计数准确率低、故障率高、计数时间长，水阻力大、结构复杂等因素，同时，用传统的胶球计数器并不能对运行中的胶球形态进行监测，以致由于胶球形态发生大的变化而引起胶球在线清洗设备的清洗效果下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的人工计数费时费力，时间一长易出现计数出错的问题，以及通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的，但存在错读与误读、计数准确率低、计数时间长，水阻力大、结构复杂等问题，同时通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的也不能对每天运行中的胶球的状态进行监测，而提供一种用于胶球清洗装置上的胶球计数与监测胶球形态系统。。
为实现本发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：包括灌体，罐体连通有进球管，罐体内还设置有收球网，所述罐体内位于收球网上方还设置有图像采集装置，所述收球网处还设置有高度检测装置，所述罐体上端连通有注水管，所述罐体下端连通有排水管，所述注水管处设有上水位检测装置，所述排水管处设置有下水位检测装置，所述排水管连通有流量监测装置，还包括控制器，所述流量监测装置、高度检测装置、图像采集装置、上水位检测装置、下水位检测装置均与控制器电连接，所述控制器包括处理器、存储器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。
在灌体顶部设有发球管，发球管侧壁上设有三通管Ⅰ，三通管Ⅰ横管的一端与发球管连通，横管的另一端设有上水位检测装置，三通管Ⅰ竖管上设有泄压进气阀；在灌体上部设有收球管，在灌体中部设有收球网；在灌体下部设有注水管道和三通管Ⅱ，注水管道上设有注水阀，三通管Ⅱ横管的一端与灌体连通，三通管Ⅱ横管的另一端与排水管道连通，三通管Ⅱ竖管上设有下水位检测装置，所述流量监测装置包括在排水管道自进水端向出水端依次设有排水阀、计量泵、压力表Ⅰ和流量计；所述上水位检测装置、泄压进气阀、排水阀、下水位检测装置、流量计、压力表Ⅰ和计量泵均与控制器连接。
基于上述技术方案，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤101，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤102，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤103，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个湿胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤104，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤105，控制器根据步骤102测得的灌体体积V灌和步骤104测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中。
步骤106，当胶球个数为N0时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤107，当胶球个数为N1时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤108，当胶球个数为N2时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤103至步骤105重复N次。
基于上述技术方案，图像采集装置设置在灌体的上部，所述高度检测装置布设在收球网四周。
1.所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤201，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤202，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤201中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤203，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤204，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤205，控制器根据步骤202测得的灌体体积V灌和步骤204测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中；控制器控制图像采集装置对步骤204排水后胶球堆积高度的平面进行拍照，控制器对采集的图片进行处理，并将处理后的图像存储到存储器中；控制器控制高度检测装置检测步骤204排水后的胶球堆积高度，控制器对高度检测装置检测的数据进行处理，并将处理后的数据存储到存储器中。
步骤206，当胶球个数为N0时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤207，当胶球个数为N1时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤208，当胶球个数为N2时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤203至步骤205重复N次。
基于上述技术方案，该系统还包括显示器，显示器的输入端与控制器的信号输出端相连。
收球网为不锈钢收球网。
所述上水位检测装置、下水位检测装置均为液位传感器，或者均为电极式液位计，所述控制器为数字信号处理器、或为PLC控制系统，或者为DCS控制器。
所述的图像采集装置包括摄像头和图像处理器，摄像头与图像处理器的信号输入端相连，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端相连；所述摄像头的感光部位为CCD传感器。
所述高度检测装置为高度传感器，或者为激光测高仪，或者为超声波测高仪。
采用上述方案的本发明具有以下的优点：
在收球时，与人工计算收球率相比，本发明迅速准确，能有效节约大量的劳动力；因本发明通过控制器智能学习，存储三个固定不变的参数，在实际运用中，通过本实施例采集的实时数据与存储在存储器中的样本数据进行比对，即可快速准确的得出胶球的个数；同时本发明也能对每天运行中的胶球的状态进行监测，以便处理形变较大的胶球及泥垢较多的胶球，提高胶球在线清洗设备的清洗效果，除上述优点外，本发明结构简单，便于使用与维护。
附图说明
图1为本发明提供一种胶球计数与胶球形态监测系统实施例一的结构示意图；
图2为实施例一程序控制框图；
图3为实施例一程序流程图；
图4为实施例二结构图示意图；
图5为实施例二运用流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员能更好地理解本发明技术方案。
实施例1
本发明提供一种胶球计数与胶球形态监测系统，如图1-3所示，包括灌体1，在灌体顶部设有发球管2，发球管侧壁上设有三通管Ⅰ3，三通管Ⅰ3横管的一端与发球管2连通，横管的另一端设有上水位检测装置4，三通管竖管上设有泄压进气阀5；在灌体1上部设有收球管10，在灌体中部设有收球网8；在灌体1下部设有注水管道13和三通管Ⅱ31，注水管道13上设有注水阀19，三通管Ⅱ横管的一端与灌体连通，三通管Ⅱ横管的另一端与排水管道11连通，三通管Ⅱ竖管上设有下水位检测装置6，在排水管道11上依次设有排水阀12、计量泵16、压力表Ⅰ15和流量计14；在灌体1之间设置一个中间水位检测装置17，设计人员也可根据实际需求将中间水位检测装置17个数设置为任意正整数个。中间水位检测装置17的设置有如下优点：当终止对凝汽器清洗后，进行计数过程中，控制器控制排水阀12打开，在排水的过程中，中间水位检测装置17可以协同上下水位检测装置6检测灌体1的水位在规定的时间内是否正常下降，若中间水位检测装置一直检测不到水位下降，监控人员通过相关信息判断是否出现故障，进而进行相关的处理。
所述上水位检测装置4、泄压进气阀5、排水阀12、下水位检测装置6、流量计14、压力表Ⅰ15和计量泵16均与控制器连接；所述控制器包括处理器，存储器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。
为使本领域更好的理解本实施例，现对存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序进行说明限定，具体阐述如下：
处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤101，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤102，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤103，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤104，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤105，控制器根据步骤102测得的灌体体积V灌和步骤104测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中。
步骤106，当胶球个数为N0时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤107，当胶球个数为N1时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤108，当胶球个数为N2时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤103至步骤105重复N次。
还包括图像采集装置7和高度检测装置9，图像采集装置7设置在灌体1的上部，所述高度检测装置9布设在收球网8四周。
为使本领域更好的理解本实施例，现对存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序进行说明限定，具体阐述如下：
处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤201，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤202，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤201中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤203，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤204，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤205，控制器根据步骤202测得的灌体体积V灌和步骤204测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中；控制器控制图像采集装置7对步骤204排水后胶球堆积高度的平面进行拍照，控制器对采集的图片进行处理，并将处理后的图像存储到存储器中；控制器控制高度检测装置检测步骤204排水后的胶球堆积高度，控制器对高度检测装置检测的数据进行处理，并将处理后的数据存储到存储器中。
步骤206，当胶球个数为N0时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤207，当胶球个数为N1时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤208，当胶球个数为N2时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤203至步骤205重复N次。
还包括显示器，显示器的输入端与控制器的信号输出端相连。显示器的设置有利于监控人员查看相关数据。
收球网8为不锈钢收球网，与其它材质的收球网相比，不锈钢收球网不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损的优点，可适用于恶劣环境（湿、酸碱等户内外环境）下。
所述上水位检测装置4、中间水位检测装置17和下水位检测装置6均为液位传感器，或者均为电极式液位计。
所述控制器为数字信号处理器、或为PLC控制系统，或者为DCS控制器。
图像采集装置7包括摄像头和图像处理器，摄像头与图像处理器的信号输入端相连，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端相连；所述摄像头的感光部位为CCD传感器。
高度检测装置9为高度传感器，或者为激光测高仪，或者为超声波测高仪。
当胶球在线清洗系统清洗时间既将结束时，控制器首先判断存放胶球罐体内水的体积是否达到上水位检测装置的位置，当罐体内水的体积高度达到上水位检测装置的位置时，终止对凝汽器清洗；由控制器启动胶球计数系统，开始排出罐体内的水，当罐体内水的体积下降到下水位检测装置位置时，胶球计数系统停止排水，控制器控制图像采集装置、高度检测装置、流量计和计量泵等采集相关数据，上述检测装置检测到的相关数据经数据采集系统传递给控制器，控制器对相关数据处理后与控制器原有的样本数据进行计算与比对，进而快速准确地得出胶球的个数。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明提供一种胶球计数与胶球形态监测方法及设备实施例，现对控制器如何处理检测装置获取的相关数据进行简要描述：
第一步，控制器根据流量计14和计量泵16可获取放有N个胶球的灌体所排出的水的体积，记作V水，每个胶球的体积记作V胶，灌体的体积在胶球计数系统智能学习时已经获知，记作V灌，胶球的个数记作S，S=（V灌-V水）/V胶；第二步，控制器控制图像采集装置7和高度检测装置9采集排水后胶球堆积的数据并对数据进行处理。随后，控制器将第一步和第二步处理的数据与控制器原有的样本数据进行计算与比对，从而从两方面快速准确的得出胶球的个数。
在实际运行中，当对凝汽器的清洗结束后，控制器远程控制注水阀关闭，排水阀12打开，使胶球进入收球网，随后，控制器启动对胶球进行计数，具体流程如下：
控制器发起注水指令，远程控制注水阀和泄压进气阀5打开，盛放胶球的罐体中的液面开始上升，当触及到上水位检测装置，说明灌体注满水，上水位检测装置将注入停止信号传递给控制器，控制器远程控制注水阀关闭，并发出排水阀12和计量泵16均打开的指令，排水开始，中间水位检测装置17和下水位检测装置6检测会检测到水位下降的相关信息，流量计14会将检测的排水流量传递给控制器，控制器进行处理并存储到控制器中，当下水位检测装置6检测不到排水信号时，说明排水结束，下水位检测装置6将排水停止的信号传递给控制器，控制器发出排水阀12关闭、泄压进气阀5和计量泵16均关闭的指令；控制器远程控制高度检测装置9检测排水后胶球堆积高度，控制图像采集装置7采集排水后胶球堆积高度胶球平面的图像；由初始（计数系统调试时）测得罐体内（罐体内没有胶球）上、下水位检测装置之间的水的体积减去此次排出水的体积，由胶球计数控制器对采集的相关信息处理后与控制器在智能学习过程中存储的数据进行比对，同时由初始（计数系统调试时）测得罐体内（罐体内没有胶球）上、下水位检测装置之间的水的体积减去此次排出水的体积除以单个胶球的体积，进而从两方面判断胶球个数，并相互进行验证，达到双保险的目的。
在现有胶球在线清洗系统进行胶球计数时，有的通过人工来计算收球的数量，人工计数要费时费力，时间一长也会出现计数出错的问题；也有通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的，但存在错读与误读、计数准确率低、故障率高、计数时间长，水阻力大、结构复杂等因素，同时通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的也不能对每天运行中的胶球的形态进行监测。采用上述方案的实施例能迅速准确的判断胶球个数，能有效节约大量的劳动力，同时本发明也能对每天运行中的胶球的状态进行监测，以便及时处理形变较大的胶球及泥垢较多的胶球；因本实施例通过控制器智能学习，存储三个固定不变的参数，在实际运用中，通过本实施例采集的实时数据与控制器智能学习存储的数据进行比对，即可快速准确的得出胶球的个数，同时也能对每天运行中的胶球的形态进行监测。
控制器按照胶球计数方法获取三个常规不变的参数，进行反复多次的智能学习，在实际操作中，将实时获取的参数通过控制器处理后，与数据存储单元中相关参数一一对比，进而快速得出胶球的数量。
控制器在处理相关数据时，运用了图像检索与识别、模糊处理技术，运用体积变化处理技术。
实施例2
如图4-5所示的胶球计数与胶球形态监测系统，包括灌体1，在灌体1上表面密封设有快开端盖20、三通管Ⅰ3和图像采集装置7，所述三通管Ⅰ3的竖管与灌体1连通，三通管Ⅰ3的横管的两端分别设有泄压进气阀5和上水位检测装置4；在灌体1的中部设置有收球网8和进球管道10，收球网8的四周布设有高度检测装置9，收球网8的底部设置有电控阀门21；在灌体1的下部设置有发球机构、注水管道22和排水管道11，所述发球机构包括接球仓24和与接球仓连通的发球管道13，接球仓的口径大于执行机构的口径，所述注水管道22上设有注水阀23，在排水管11与灌体1之间设有三通阀Ⅱ31，三通阀Ⅱ31的竖管上设有下水位检测装置6，在排水管上依次设有排水阀12、计量泵14、压力表Ⅰ15和流量计14；所述图像采集装置7、泄压进气阀5、上水位检测装置4、高度检测装置9、电控阀门21、发球机构、注水阀23、排水阀12、下水位检测装置6、流量计14、压力表Ⅰ15和计量泵16均与控制器连接。高度检测装置9为高度传感器，或者为激光测高仪，或者为超声波测高仪；上水位检测装置4、中间水位检测装置17和下水位检测装置6均为液位传感器，或者均为电极式液位计；所述接球仓24为漏斗形接球仓，与其它形状的接球仓相比，漏斗形状上宽，下窄，上宽，当收球网的执行机构打开放行胶球时，漏斗形的接球仓可以有续将胶球接收至发球机构；下窄可以使落入接球仓的胶球有次序的从发球机构的出球口进入凝汽器，从而顺利进行清洗凝汽器管程。
众所周知，压力表用来测量和指示排水管道内压力的大小，压力表可以告知监控人员管道的实际承压，避免因压力过大导致的管道炸裂引起的危机安全。本实施例在计量泵16的出口设置了压力表Ⅰ15，压力表Ⅰ15可以监测计量泵的运行情况，监控人员根据控制器采集的相关信息及时分辨出计量泵16是否处于正常运行状态，同时在某些时候还可以作为计量泵能力的一个标志，因而在计量泵的出口设置一个灵敏、准确的压力表，以便监控人员根据相关信息正确的操作设备，确保设备能够安全、经济的运行。
在本实施例中的排水管道11上还设有压力表Ⅱ18，压力表Ⅱ18设置在排水阀12和计量泵16之间。如果仅在计量泵16的出口设置压力表Ⅰ15，当压力表Ⅰ15失灵时，无法将设备运行的状态传递出来，因此，本实施例不仅在计量泵16的出口设置了压力表Ⅰ15，在计量泵的进口还设置了压力表Ⅱ18，压力表Ⅱ18的作用与压力表Ⅰ15的作用相同。当压力表Ⅰ15出现故障时，压力表Ⅱ18仍可以监测相关数据，仍旧能保证设备安全经济的运行，综上所述，相比一个压力表，两个压力表相互配合能有效保证设备安全经济的运行。
本实施例在三通管Ⅱ31和灌体1之间设置一个中间水位检测装置17，设计人员也可根据实际需求将中间水位检测装置17个数设置为任意正整数个。中间水位检测装置17的设置有如下优点：当终止对凝汽器清洗后，启动胶球计数与胶球形态监测系统对胶球进行计数过程中，胶球计数与胶球形态监测系统中的控制器控制排水阀15打开，在排水的过程中，中间水位检测装置17可以协同上下水位检测装置6检测灌体1的水位在规定的时间内是否正常下降，若中间水位检测装置一直检测不到水位下降，监控人员通过相关信息判断是否出现故障，进而进行相关的处理。
本实施例中的图像采集装置包括摄像头和图像处理器，摄像头与图像处理器的信号输入端相连，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端相连；摄像头的感光部位为CCD传感器。
本实施例中的控制器为数字信号处理器，与其它控制器相比，数字信号处理器的有如下优点：软件可实现，灵活性强，可靠性高，精度高，尤其是可将大量复杂的处理通过软件来实现，这样的软件可以在计算机上运行，也可以在数字信号处理器上运行，因此，可以缩小系统的体积，提高了系统的可靠性、稳定性。控制器也可为PLC控制系统，PLC除了具有其它处理器的优点外，相对而言，PLC控制系统的可靠性更强，可以根据实际情况进行选定；除此之外，控制器也可为DCS控制器。
本实施例中的收球网7为不锈钢收球网，所述发球机构为不锈钢发球机构，与其它材质的收球网相比，不锈钢收球网不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损的优点，可适用于恶劣环境（湿、酸碱等户内外环境）下。
当胶球在线清洗系统清洗时间既将结束时，控制器首先判断存放胶球罐体内水的体积是否达到上水位检测装置的位置，当罐体内水的体积高度达到上水位检测装置的位置时，终止对凝汽器清洗；由控制器启动胶球计数系统，开始排出罐体内的水，当罐体内水的体积下降到下水位检测装置位置时，胶球计数系统停止排水，控制器控制图像采集装置、高度检测装置、流量计和计量泵等采集相关数据，上述检测装置检测到的相关数据经数据采集系统传递给控制器，控制器对相关数据处理后与控制器原有的样本数据进行计算与比对，进而快速准确地得出胶球的个数。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明提供一种胶球计数与胶球形态监测设备实施例，现对控制器如何处理检测装置获取的相关数据进行简要描述：
第一步，控制器根据流量计14和计量泵16可获取放有N个胶球的灌体所排出的水的体积，记作V水，每个胶球的体积记作V胶，灌体的体积在胶球计数系统智能学习时已经获知，记作V灌，胶球的个数记作N，N=（V灌-V水）/V胶；第二步，控制器控制图像采集装置7和高度检测装置9采集排水后胶球堆积的数据并对数据进行处理。随后，控制器将第一步和第二步处理的数据与控制器原有的样本数据进行计算与比对，从而从两方面快速准确的得出胶球的个数。
说明书上一段所提及的样本数据由以下步骤得到，具体如下：
步骤101，控制器远程控制注水阀和泄压进气阀打开，排水阀和计量泵关闭，将盛放胶球的罐体注满水，控制器远程控制注水阀关闭；
步骤102，控制器远程控制排水阀、计量泵打开，流量计检测步骤101的排水流量，控制器将由流量计传递过来的排水流量处理后存储到控制器中，控制器远程控制泄压进气阀、排水阀、计量泵关闭；
步骤103，将浸湿的胶球放到罐体后，控制器远程控制注水阀和泄压进气阀打开，排水阀和计量泵关闭，将盛放胶球的罐体注满水，控制器远程控制注水阀关闭；
步骤104，控制器远程控制排水阀打开，流量计检测步骤103的排水流量，控制器将由流量计传递过来的排水流量处理后存储到控制器中，控制器远程控制泄压进气阀、排水阀、计量泵关闭；
步骤105，高度检测装置检测步骤104排水后胶球堆积高度，控制器将高度检测装置8采集的数据处理后控制器中；
步骤106，图像采集装置采集步骤104排水后胶球堆积高度的平面进行拍照，控制器将图像采集装置4采集的图片处理后存储到控制器中；
步骤107，当胶球的个数为N0时，对步骤103至步骤106重复N次；
步骤108，当胶球的个数为N1个时，对步骤103至步骤106重复N次；
步骤108，当胶球的个数为N2个时，对步骤103至步骤106重复N次；
步骤N，当胶球的个数为NN个时，对步骤103至步骤106重复N次。
当对凝汽器的清洗结束后，控制器控制执行机构，使胶球进入收球网8，随后，控制器启动对胶球进行计数，具体流程如下。
控制器发起注水指令，远程控制注水阀和泄压进气阀打开，盛放胶球的罐体中的液面开始上升，当触及到上水位检测装置，说明灌体注满水，上水位检测装置将注入停止信号传递给控制器，控制器远程控制注水阀关闭，并发出排水阀和计量泵均打开的指令，排水开始，中间水位检测装置和下水位检测装置会检测到水位下降的相关信息，流量计会将检测的相关数据传递给控制器，控制器进行处理并记录到数据存储单元，当下水位检测装置检测不到排水信号时，说明排水结束，下水位检测装置将排水停止的信号传递给控制器，控制器发出排水阀关闭、泄压进气阀和计量泵均关闭的指令；控制器控制高度检测装置检测排水后胶球堆积高度，以及控制图像采集装置采集排水后胶球堆积高度胶球平面的图像；由初始（计数系统调试时）测得罐体内（罐体内没有胶球）上、下水位检测装置之间的水的体积减去此次排出水的体积，由胶球计数控制器对采集的相关信息处理后与控制器在智能学习过程中存储的数据进行比对，同时由初始（计数系统调试时）测得罐体内（罐体内没有胶球）上、下水位检测装置之间的水的体积减去此次排出水的体积除以单个胶球的体积，进而从两方面判断胶球个数，并相互进行验证，达到双保险的目的。
对于胶球清洗系统来说，目前市场上大致上分为两种：一种是传统的胶球系统，以胶球泵为收发球动力，运行方式是每天连继运行几个小时，投球数量为凝汽器管程管子总数的7-13%；另外一种是新式胶球清洗系统既没有胶球泵，其运力为高压气体或者是高压水；其运行方式是全天侯间歇式的运行方式，投球量如凝汽器为单流层的话其投球的数量为凝汽器管程管子的数量既100%，如凝汽器为双层则其投球量为管程管子总数的50%。
在现有胶球在线清洗设备中，进行胶球计数时，有的通过人工来计算收球的数量，人工计数要费时费力，时间一长也会出现计数出错的问题；也有的通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的，但存在错读与误读、计数准确率低、故障率高、计数时间长，水阻力大、结构复杂等因素，同时通过光电管路的胶球计数器来计算收球数量的也不能对每天运行中的胶球的状态进行监测。采用上述方案的实施例能迅速准确的判断胶球个数，能有效节约大量的劳动力；因本实施例通过控制器智能学习，存储三个固定不变的参数，在实际运用中，通过本实施例采集的实时数据与数据存储单元内的VN、HN以及胶球堆积高度为HN的平面图片进行比对，即可快速准确的得出胶球的个数，同时上述方案也能对每天运行中的胶球的状态进行监测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：包括灌体，罐体连通有进球管，罐体内还设置有收球网，所述罐体内位于收球网上方还设置有图像采集装置，所述收球网处还设置有高度检测装置，所述罐体上端连通有注水管，所述罐体下端连通有排水管，所述注水管处设有上水位检测装置，所述排水管处设置有下水位检测装置，所述排水管连通有流量监测装置，还包括控制器，所述流量监测装置、高度检测装置、图像采集装置、上水位检测装置、下水位检测装置均与控制器电连接，所述控制器包括处理器、存储器，以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，在灌体顶部设有发球管，发球管侧壁上设有三通管Ⅰ，三通管Ⅰ横管的一端与发球管连通，横管的另一端设有上水位检测装置，三通管Ⅰ竖管上设有泄压进气阀；在灌体上部设有收球管，在灌体中部设有收球网；在灌体下部设有注水管道和三通管Ⅱ，注水管道上设有注水阀，三通管Ⅱ横管的一端与灌体连通，三通管Ⅱ横管的另一端与排水管道连通，三通管Ⅱ竖管上设有下水位检测装置，所述流量监测装置包括在排水管道自进水端向出水端依次设有排水阀、计量泵、压力表Ⅰ和流量计；所述上水位检测装置、泄压进气阀、排水阀、下水位检测装置、流量计、压力表Ⅰ和计量泵均与控制器连接， 所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤101，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤102，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤103，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤104，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤105，控制器根据步骤102测得的灌体体积V灌和步骤104测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中；
步骤106，当胶球个数为N0时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤107，当胶球个数为N1时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤108，当胶球个数为N2时，对步骤103至步骤105重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤103至步骤105重复N次。
2.根据权利要求1所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：所述图像采集装置设置在灌体的上部，所述高度检测装置布设在收球网四周。
3.根据权利要求2所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
步骤201，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤202，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤201中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的灌体体积V灌存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤203，将N0个浸湿的胶球放到罐体后，单个胶球的体积记作V胶，控制器控制泄压进气阀和注水阀打开，向罐体中注水，当液面触及到上水位检测装置时，控制器控制注水阀关闭；
步骤204，控制器控制排水阀、流量计和计量泵打开，流量计和计量泵检测步骤101中注满水的灌体的排水流量，控制器对流量计和计量泵检测的排水流量进行处理，处理所得的水的体积V水存储到存储器中，控制器控制排水阀、流量计和计量泵关闭；
步骤205，控制器根据步骤202测得的灌体体积V灌和步骤204测得的水的体积V水，控制器根据（V灌-V水）/V胶算出胶球的个数S存储到存储器中；控制器控制图像采集装置对步骤204排水后胶球堆积高度的平面进行拍照，控制器对采集的图片进行处理，并将处理后的图像存储到存储器中；控制器控制高度检测装置检测步骤204排水后的胶球堆积高度，控制器对高度检测装置检测的数据进行处理，并将处理后的数据存储到存储器中；
步骤206，当胶球个数为N0时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤207，当胶球个数为N1时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤208，当胶球个数为N2时，对步骤203至步骤205重复N次；
步骤N，当胶球个数为NN时，对步骤203至步骤205重复N次。
4.根据权利要求1~2任一所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：还包括显示器，显示器的输入端与控制器的信号输出端相连。
5.根据权利要求1~2任一所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：收球网为不锈钢收球网，所述上水位检测装置、下水位检测装置均为液位传感器，或者均为电极式液位计。
6.根据权利要求1~2任一所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：所述控制器为数字信号处理器、或为PLC控制系统，或者为DCS控制器。
7.根据权利要求1~2任一所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：所述的图像采集装置包括摄像头和图像处理器，摄像头与图像处理器的信号输入端相连，图像处理器的信号输出端与控制器的信号输入端相连；所述摄像头的感光部位为CCD传感器。
8.根据权利要求1~2任一所述的胶球计数与胶球形态监测系统，其特征在于：所述高度检测装置为高度传感器，或者为激光测高仪，或者为超声波测高仪。
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