CN113607758A - 一种污泥含水率检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥含水率检测装置及方法，包括操作台、进料单元、体积质量检测单元、微波检测单元和信息处理单元。进料单元推动污泥块到达各个检测区域进行检测，红外线收发装置用于判断污泥块的位置，控制推板的启停。体积质量检测单元检测污泥块的长宽高计算出体积，将质量和体积传送至所述信息处理单元，将长宽高传输至第一、二、三级移动装置用于定位污泥的泥心，微波信号传输装置用于检测微波电信号并传输至信息处理单元，信息处理单元使用三元二次测量模型，包括体积、质量和微波电信号量三个输入变量，可以提高检测结果的准确性。

Description

一种污泥含水率检测装置及方法

技术领域

本发明属于环保检测设备技术领域，具体涉及到一种污泥含水率检测装置及方法。

背景技术

我国的污泥处置量逐年增大，对于多种污泥处置方式，为将污泥中大部分有害物质去除掉，将对环境的危害降到最低，都需要将污泥降至规定的含水率来能进行处置。因此污泥的含水率是判断污泥处置是否达标重要指标。目前，大部分污泥含水率检测的方法均是采用重量法，即通过测量烘干前后的质量计算出含水率。

上述所说的重量法存在诸多缺陷，例如所涉及到干燥箱、高精度天平等仪器，当需要进行户外测量时，需要带上这些仪器，非常不方便。其次当污泥通过机械压滤方法制成泥饼时，其外部含水率与中部含水率，外圈含水率与中心含水率均不同，当我们局部小剂量取样时会造成很大的偏差，无法代表整体的含水率。最后重量法需要经过24小时的烘干过程，耗时比较久。因此如何便捷、快速、准确地测量污泥的含水率是一个亟待解决的重要问题。

现有利用微波信号测量含水率，主要利用微波信号的变化测出介电常数，然后建立介电常数与体积含水率的关系，其测量方式较为复杂，需要复杂的制样过程并且会破坏样品，需要检测介电常数的大型仪器费用较高，会增加测量成本。并且此种方法需要保证污泥的密度不变，在烘干过程中，污泥的密度会发生改变，会给检测过程带来麻烦，因此，此种方法并不适用于在线检测。

市面上的探针式含水率检测仪器等其他检测手段，对样品的要求也是密度均匀的物品，如纸张，木材，也不适用于污泥这种不均匀的材料。

污泥在烘干过程中是呈现块状的，本方法无需过多改变污泥的形状，无需大量样品，通过引入体积、质量、微波电信号即可快速准确的检测出污泥的含水率，在设备结构上也可以做到轻巧、减材。

发明内容

本发明针对现有污泥含水率检测效率低下的问题，提出一种污泥含水率检测装置及方法，能够精确、快速、方便地测量污泥整体含水率。

为实现上述目的，本发明提供了一种污泥含水率检测装置及方法，包括操作台，进料单元，体积质量检测单元，含水率检测单元，信息处理单元；其特征在于，所述进料单元设置于操作台上的一端，将推动污泥块到达各个检测区域进行检测；所述体积质量检测单元设置在进料单元的周边，在进料过程中检测污泥块的体积和质量并将检测信号传送至所述信息处理模块；所述含水率检测单元包括一级移动装置、二级移动装置、三级移动装置和信号传输装置，所述信息处理模块将上传的检测信号通过检测模型得出含水率。

优选的，所述的进料单元包括第一电机(1)、主推板(2)、第一推板(3)、第一丝杆(4)、废料槽(5)和第二推板(6)，所述主推板(2)上设有安装槽，所述第二推板(6)和所述第一推板(3)设有T型凸块，并可移动地安装在所述主推板安装槽上，所述主推板(2)固定安装在所述第一丝杆(4)上。

优选的，所述体积质量检测单元包括第一检测区域(7)、第一摄像头(8)、第二摄像头(9)、第一红外线发射器(30)、第一红外线接收器(31)、质量传感器(25)、操作台(33)、主推板(2)和第一推板(3)，所述主推板(2)和所述第一推板(3)上设有高精度检测标线并在操作台上围住第一检测区域(7)，所述第一摄像头(8)固定安装在所述主推板(2)一侧的操作台上，所述第二摄像头(9)固定安装在第一推板(3)一侧的操作台上所述，所述第一红外线发射器固定安装在所述第一推板(3)一侧的操作台上，所述第一红外线接收器(30)固定安装在所述第二推板(6)一侧的操作台上，所述第一红外线发射器(30)与所述第一红外线接收器(31)对齐安装。

优选的，还包括控制系统，所述第一红外线接收器(31)接收所述第一红外线发射器(30)发射的红外线信号上传至所述控制系统，所述控制系统判断污泥块所在位置，所述第一摄像头(8)和所述第二摄像头(9)拍摄污泥的图像并传输至信息处理单元，信息处理单元通过图像处理，将污泥与高精度检测标线的像素点进行对比，检测出污泥长、宽、高并计算得出体积。

优选的，所述含水率检测单元包括第二检测区域(10)、第二红外线发射器(32)和第二红外线接收器(13)，所述第二红外线发射器(32)和所述第二红外线接收器(13)对齐并分别固定安装在所述操作台的两侧，所述第二检测区域(10)设置在所述第二红外线发射器(32)和所述第二红外线接收器(13)之间，所述第二红外线接收器(13)接收所述第二红外线发射器(32)发出的红外线信号上传至控制系统,所述控制系统判断污泥位置是否到达第二检测区域(10)并驱动推板推动污泥块。

优选的，所述一级移动装置包括第二电机(15),第一联轴器(37)，第二丝杆(16)，第一滑块(17)，第一导轨(38)，升降台(24)和信号发射天线(12)，所述信号发射天线(12)固定在第一滑块(17)上，所述第一滑块(17)与所述第二丝杆(16)通过螺纹连接，所述第一导轨(38)设置在所述升降台(24)上，所述第一导轨(38)上设有凹槽，所述第一滑块(17)与该凹槽配合并在所述第一导轨(38)上滑动，所述一级移动装置分别设置在操作台的两侧；所述的二级移动装置包括第三电机(18)、第二联轴器(39)、第三丝杆(19)，第二导轨(36)和第二滑块(35)，所述第二滑块(35)与第三丝杆(19)通过螺纹连接，所述第二导轨(36)上设有凹槽，所述第二滑块(35)与该凹槽配合并在所述第二导轨(36)上滑动；所述的三级移动装置包括第四电机(21)，T型转向器输入轴(29)、T型转向器(20)、T型转向器输出轴(27)、第三联轴器(26)、螺旋升降装置输入轴(28)、螺旋升降装置(22)、第四丝杆(23)和升降台(24)，所述的第四电机(21)驱动T型转向器的输入轴(29)，带动T型转向器输出轴(27)，T型转向器输出轴(27)通过第三联轴器(26)将运动传导至螺旋升降装置的输入轴(28)上，螺旋升降装置(22)带动第四丝杆(23)转动，从而带动所述升降台(24)。

优选的，所述信号传输装置包括信号输入口(11)、信号发射天线(12)、信号输出口(34)和信号接收天线(14)，所述信号输入口(1)和所述信号输出口(34)分别固定安装操作台两侧的所述一级移动装置的滑块上，所述信号输入口(11)固定连接所述信号发射天线(12)并发射信号穿透污泥块，该信号被所述信号接收天线(14)接收，并传输到控制系统，所述信号接收天线(14)与所述信号输出口(34)固定连接。

优选的，本装置的测量值为污泥块的体积、质量与微波信号，所述特定微波波长为3cm-4cm，所述微波天线口径中心对准污泥块的几何中心，所述微波发射天线口径贴于污泥块顶层，所述微波接收天线口径平面贴于操作台。所述检测区域二部分的操作台厚度为0.5mm-1mm,天线采用标准喇叭BJ100。

优选的，本装置的采用的测量模型为：

含水率＝-8.1695×体积+11.5505×质量+5198.6588×微波电信号+517.9599×(微波电信号)^2+17.1475×(微波电信号)^3

优选的，所述的信息处理单元，所述的信息处理单元，包括图像处理模块、含水率检测模块、控制器和处理器，通过将体积质量检测单元得到的污泥块图像传入图像处理模块，得出污泥块的体积，将污泥块的体积以及质量传感器得到的质量信号和含水率检测单元得到的微波电信号上传输入到所述控制器，所述处理器记录这些数值，并将该三个数值作为输入值输入检测模型中得出污泥含水率。污泥含水率检测方法主要步骤如下：

S1：系统初始化，第一、二、三级移动装置移动到初始位置上。

S2：1号电机开始工作，推板推动污泥来到第一检测区域后，红外信号受到遮挡，第一红外线接收器接受不到信号，1号电机停止工作，推板停止运行。

S3：质量传感器测量出污泥块的重量。

S4：第一摄像头与第二摄像头捕捉到污泥块的图像，上传至信号处理单元，信号处理单元通过对图像的滤波，二值化处理后，计算出污泥长、宽、高的像素值，通过将像素值与高精密尺度标线的像素值对比，进而求出污泥块的长宽高，分别将长度信号送至一级移动装置控制系统，宽度送至信号二级移动装置控制系统，高度送至三级移动装置控制系统。最后通过污泥块的长宽高计算出其体积。检测预留时间为3分钟。

S5：推板继续运动，当红外信号受到遮挡，第二红外线接收器接受不到信号，1号电机停止工作，推板停止运行。污泥块来到第二检测区域。

S6：一级移动装置从初始位置开始移动污泥块长度1/2，二级移动装置从初始位置开始移动至污泥块宽度的1/2，三级移动装置开始运动，移动(h-污泥块高度)距离，其中h为喇叭天线口径平面与操作台之间的距离。

S7：微波检测单元中的微波发生器发出波长为3cm的微波信号，透过污泥块，由信号接收天线捕捉到，并传输至信号处理系统。检测时间预留3分钟。

S8：1号电机继续工作，推板运动，将污泥推到废料槽后，检测完成。

S9:信号处理系统接收到的污泥块质量信号、体积信号、微波电信号代入到检测模型当中，计算出污泥块的含水率。

附图说明

图1为污泥含水率检测装置总体结构示意图

图2为污泥含水率检测装置俯视图

图3为污泥含水率检测装置操作台示意图

图4为污泥含水率检测系统总流程图

图5为污泥含水率检测详细过程图

如图所示，1、第一电机，2、主推板，3、第一推板，4、第一丝杆，5、废料槽，6、第二推板，7、第一检测区域,8、第一摄像头，9、第二摄像头，10、第二检测区域，11、信号输入口，12、信号发射天线，13、第二红外线接收器，14、信号接收天线，15、第二电机，16、第二丝杆，17、第一滑块，18、第三电机，19、第三丝杆，20、T型转向器，21、第四电机，22、螺旋升降装置，23、第四丝杆，24、升降台，25、质量传感器，26、第三联轴器，27、T型转向器输出轴，28、螺旋升降装置输入轴，29、T型转向器输入轴，30、第一红外线发射器，31、第一红外线接收器，32、第二红外线发射器，33、操作台，34、信号输出口，35、第二滑块，36、第二导轨，37、第一联轴器，38、第一导轨，39、第二联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照比例绘制，在此予以说明。

如图所示，示意了本发明的污泥含水率检测装置，包括：第一电机1，主推板2，第一推板3，第一丝杆4，废料槽5，第二推板6，第一检测区域7,第一摄像头8，第二摄像头9，第二检测区域10，信号输入口11，信号发射天线12，第二红外线接收器13，信号接收天线14，第二电机15，第二丝杆16，第一滑块17，第三电机18，第三丝杆19，T型转向器20，第四电机21，螺旋升降装置22，第四丝杆23，升降台24，质量传感器25，第三联轴器26，T型转向器输出轴27，螺旋升降装置输入轴28，T型转向器输入轴29，第一红外线发射器30，第一红外线接收器31，第二红外线发射器32，操作台33，信号输出口34，第二滑块35，第二导轨36，第一联轴器37，第一导轨38，第二联轴器39。

进料单元由第一电机1、第一丝杆4、主推板2、第一推板3、第二推板6、废料槽5构成。所述的主推板2上开有安装槽，第二推板6和第一推板3通过T型凸块连接在主推板上，同时可以自由移动。主推板2与第一丝杆4螺纹连接，第一电机1驱动第一丝杆4转动，第一丝杆4转动带动主推板2，主推板2推动泥块移动。第二推板6根据泥块外形尺寸，可通过拨动其向第一推板3移动，将泥块卡住。主推板2、第二推板6和第一推板3均为透明的超薄pc材质。

体积质量检测单元由检测区域一7、第一摄像头8、第二摄像头9、第一红外线发射器30、第一红外线接收器31、质量传感器25、主推板2、操作台33、第一推板3构成。质量传感器25贴于检测区域一7上，第一红外线发射器30发射红外信号，第一红外接收器31接收红外信号，第一红外线发射器30与第一红外接收器31用于判断污泥块的位置，当污泥运动到检测区域一7时，污泥遮挡红外线，第一红外线接收器30接收不到红外信号时电机停止运动，及推板停止运动；所述的主推板2内侧和第一推板3内侧绘制已知长度的高精度检测标线。所述的第一摄像头8和第二摄像头9通过捕捉污泥块的图片并将图像传输至信号处理单元的图像处理模块，通过对图像进行二值化处理算出污泥块图像高度、长度、宽度与高精度检测标线的平均像素点值，计算出污泥块的体积。

所述的含水率检测单元由检测区域二10，第二红外线发射器32，第二红外线接收器13构成。所述的红外线发射器二32发射红外线信号，所述的第二红外线接收器13接收红外线信号，当污泥运动到检测区域二10时，污泥遮挡红外线，第二红外线接收器13接收不到红外信号时电机停止运动，及推板停止运动；整个测量时间为2分钟，测量结束后第一电机1驱动主推板2继续运动，直至将污泥块推到废料槽5中。

所述的一级移动装置由第二电机15,第一联轴器37，第二丝杆16，第一滑块17，第一导轨38，升降台24构成，信号发射天线12构成。所述的第二电机12与一级移动装置丝杆16通过第一联轴器37连接，所述第一滑块17与第二丝杆16通过螺纹连接。第二电机15驱动第二丝杆16转动从而带动第一滑块17在第一导轨38上自由移动，信号发射天线12固定安装在第一滑块17上，在升降台24上自由移动。通过体积检测单元检测出污泥块的长，传输至控制系统，第一滑块17带动信号发射天线12从初始位置运动到污泥块长度的中心位置；所述的二级移动装置由第三电机18,第二联轴器39，第三丝杆19，第三导轨36和第二滑块35构成。所述的第三电机18与第三丝杆19通过第二联轴器39连接。所述的第二滑块35与第三丝杆19通过螺纹连接。第三电机18驱动第三丝杆19转动，从而带动第二滑块35在第二导轨36上自由运动，通过体积检测单元检测出污泥块的宽，传输至控制系统，第三滑块35带动信号发射天线12从初始位置运动到污泥块宽度的中心位置；所述的三级移动装置由第四电机21，T型转向器输入轴29，T型转向器20，T型转向器输出轴27,第三联轴器26，螺旋升降装置输入轴28，螺旋升降装置22，第四丝杆23构成，升降台24构成。所述的T型转向器输出轴27与升降器输入轴28通过第三联轴器26连接。所述的第四电机21驱动T型转向器的输入轴29，带动转向器输出轴27，转向器输出轴27通过第三联轴器26将运动传导至螺旋升降装置的输入轴28上，螺旋升降装置22带动第四丝杆23转动，从而带动升降台24。通过体积检测单元检测出污泥块的高，传输至控制系统，升降台24带动信号发射天线12从初始位置运动到固定的高度位置，三级移动装置可保证信号发射天线口始终贴于污泥块的最顶层。

所述的信号传输装置由信号输入口11，信号发射天线12，信号输出口34，信号接收天线14构成。所述的信号输入口11和信号输出口34为SMA接口，微波测量信号由信号输入口11传输至信号发射天线12，经信号发射天线12辐射与污泥块上，其衰减信号由信号接收天线14接收通过信号输出口34传入至信号处理单元。

所述信息处理单元包括图像处理模块、含水率检测模块、控制器以及处理器。图像处理模块主要用于处理摄像头所捕捉到的污泥块的图像，通过对图像进行滤波、二值化计算出平均像素点的值，并与高精度检测标线进行对比，计算出污泥块的长宽高和体积信息，含水率检测模块用于检测污泥的微波电信号，控制器用于计算污泥的整体含水率情况，具体计算流程为将含水率检测单元捕捉到的微波电信号、质量传感器捕捉到的质量信号和图像处理模块得到的体积信号。处理器记录这些数值。由于污泥的结构性质比较复杂，在脱水、烘干过程中其结构密度都会发生变化，因此本方案通过引入体积质量参数可以很好的解决这个问题，使检测结果准确度更高。具体计算公式及相关关系论证如下：

已知污泥介电混合模型数据：

进一步简化：

其中ε表示污泥的介电常数，ε_w表示水的介电常数，ε_d表示干污泥的介电常数，p_v表示有机物含量的百分比，W表示含水率。

由上面公式可知介电常数与含水率存在相关关系，利用微波测量含水率是可行的，但是由于测量介电常数需要用到大型仪器网络分析仪，测量成本较高，仪器不方便携带，则分析微波衰减与介电常数是否存在相关关系：当电磁波在空间中传播是，其传播公式为：γ＝α+jβ

其衰减常量可以表示为：

根据污泥的性质进一步简化：

微波穿透物体时,微波衰减为：

微波的能量损耗为：

P_out＝P_ine^-αd

代入可得

其中d为所测物体的厚度，P为功率，λ为微波信号波长。

可见微波的衰减值与介电常数存在相关关系，为了进一步便于测量，将微波的衰减量转化为便于测量的电压值：

代入公式：

以此证明电压值与含水率之间存在相关关系。以上推导论证都是基于在样品量大的条件下进行的，在微波在传输过程中是一个矢量信号，存在相位和幅值，当样品为小样品时，不同的放置位置和体积会对测量结果有一定影响。由于污泥的特殊性质，在烘干时都是经过切条机切成块状物品，因此为了更适用于污泥，本装置引入污泥的体积和质量参数，添加泥心定位装置，可以很好的解决这一问题。经过大量数据进行拟合数学模型：

含水率＝-8.1695×体积+11.5505×质量+5198.6588×微波电信号+517.9599×微波电信号²+17.1475×微波电信号³

本装置的工作原理如下：初始状态下主推板位于初始位置，一级移动装置、二级移动装置和三级移动装置均位于初始位置。第一红外线发射器发射红外信号，第一红外线接收器接收到红外线信号。第二红外线发射器发射红外信号，第二红外线接收器接收到红外线信号。开始进料，将污泥块的一个侧面贴于第一推板的内侧，拨动左侧推板固定污泥块。第一电机开始工作带动第一丝杆转动，主推板开始往前运动，到达第一检测区域的固定位置，第一红外线接收器接收不到第一红外线发射器发射的红外信号时，电机停止运动。质量传感器接收到污泥块的质量信号并传入到信息处理单元。同时第一摄像头与第二摄像头拍摄污泥块的两个侧面，传入到计算机端，通过图像处理计算出污泥平均像素点，与高精度标准线进行对比，得到污泥的长宽高并计算出污泥块的体积传入信息处理单元。检测完毕后第一电机再次开始运动，到达第二检测区域的固定位置，第二红外线接收器接收不到第二红外线发射器发射的红外信号时，电机停止运动。通过上一道质量体积检测工序检测出的污泥长宽高信号。一级移动装置、二级移动装置和三级移动装置同时移动，一级移动装置从初始位置开始移动，先移动到计算机设定好的第二检测区域的固定区域，然后开始移动污泥长度的1/2距离。二级移动装置从初始位置开始移动，先移动到计算机设定好的第二检测区域的固定区域，然后开始移动污泥宽度的1/2距离。z向移动装置从初始位置开始移动，移动到计算机设定好的距离检测平台的固定距离，并运动到贴于污泥块的最顶层。此时检测装置已经到达污泥块的几何中心位置。微波信号从信号输入口通过信号发射天线输出，透过污泥块由信号接收天线接收到，将测量到的微波电信号传入信息处理单元，完成测量后，第一电机开始运动，将污泥块推入到废料槽完成一次测量，第一电机退回到初始位置。最后计算机开始处理数据，通过将污泥的质量、体积和微波电信号代入检测模型当中，计算出污泥的含水率。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种污泥含水率检测装置及方法，包括操作台、进料单元、体积质量检测单元、微波检测单元和信息处理单元；其特征在于，所述进料单元设置于操作台上的一端，将推动污泥块到达各个检测区域进行检测；所述体积质量检测单元设置在进料单元的周边，在进料过程中检测污泥块的体积和质量并将检测信号传送至所述信息处理单元；所述含水率检测单元包括一级移动装置、二级移动装置、三级移动装置和微波信号传输装置；所述检测装置包括三个输入变量，可以提高检测结果的准确性；所述检测装置使用三元二次测量模型；所述信息处理单元，在进料过程中将检测污泥块的体积、质量和微波电信号量传至所述信息处理单元。

2.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述的进料单元包括第一电机(1)、主推板(2)、第一推板(3)、第一丝杆(4)、废料槽(5)和第二推板(6)；所述主推板(2)上设有安装槽，所述第二推板(6)和所述第一推板(3)设有T型凸块，并可移动地安装在所述主推板安装槽上，所述主推板(2)固定安装在所述第一丝杆(4)上。

3.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述体积质量检测单元包括第一检测区域(7)、第一摄像头(8)、第二摄像头(9)、第一红外线发射器(30)、第一红外线接收器(31)、质量传感器(25)、操作台(33)、主推板(2)和第一推板(3)；所述主推板(2)和所述第一推板(3)上设有高精度尺度检测标线并在操作台上围住第一检测区域(7)，所述第一摄像头(8)固定安装在所述主推板(2)一侧的操作台上，所述第二摄像头(9)固定安装在第一推板(3)一侧的操作台上，所述第一红外线发射器(30) 固定安装在所述第一推板(3)一侧的操作台上，所述第一红外线接收器(31)固定安装在所述第二推板(6)一侧的操作台上，所述第一红外线发射器(30)与所述第一红外线接收器(31)对齐安装。

4.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述的一种污泥含水率检测装置及方法还包括控制系统，所述第一红外线接收器(31)接收所述第一红外线发射器(30)发射的红外线信号上传至所述控制系统，所述控制系统判断污泥块所在位置；所述第一摄像头(8)和所述第二摄像头(9)拍摄污泥的图像并传输至信息处理单元，信息处理单元通过图像处理，将污泥与高精度检测标线的像素点进行对比，检测出污泥长、宽和高并计算得出体积，将长宽高参数传送至第一二三及移动装置，用于泥心定位。

5.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述含水率检测单元还包括第二检测区域(10)、第二红外线发射器(32)和第二红外线接收器(13)；所述第二红外线发射器(32)和所述第二红外线接收器(13)对齐并分别固定安装在所述操作台的两侧，所述第二检测区域(10)设置在所述第二红外线发射器(32)和所述第二红外线接收器(13)之间，所述第二红外线接收器(13)接收所述第二红外线发射器(32)发出的红外线信号并转化微波电信号上传至控制系统,所述控制系统判断污泥位置是否到达第二检测区域(10)并驱动推板推动污泥块。

6.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述一级移动装置包括第二电机(15)、第一联轴器(37)、第二丝杆(16)、第一滑块(17)、第一导轨(38)、升降台(24)和信号发射天线(12)；所述信号发射天线(12)固定在第一滑块(17) 上，所述第一滑块(17)与所述第二丝杆(16)通过螺纹连接，所述第一导轨(38)设置在所述升降台(24)上，所述第一导轨(38)上设有凹槽，所述第一滑块(17)与该凹槽配合并在所述第一导轨(38)上滑动，所述一级移动装置分别设置在操作台的两侧；所述的二级移动装置包括第三电机(18)、第二联轴器(39)、第三丝杆(19)、第二导轨(36)和第二滑块(35)；所述第二滑块(35)与第三丝杆(19)通过螺纹连接，所述第二导轨(36)上设有凹槽，所述第二滑块(35)与该凹槽配合并在所述第二导轨(36)上滑动；所述的三级移动装置包括第四电机(21)、T型转向器输入轴(29)、T型转向器(20)、T型转向器输出轴(27)、第三联轴器(26)、螺旋升降装置输入轴(28)、螺旋升降装置(22)、第四丝杆(23)和升降台(24)；所述的第四电机(21)驱动T型转向器的输入轴(29)，带动T型转向器输出轴(27)，T型转向器输出轴(27)通过第三联轴器(26)将运动传导至螺旋升降装置的输入轴(28)上，螺旋升降装置(22)带动第四丝杆(23)转动，从而带动所述升降台(24)。

7.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述信号传输装置包括信号输入口(11)、信号发射天线(12)、信号输出口(34)和信号接收天线(14)；所述信号输入口(11)和所述信号输出口(34)分别固定安装操作台两侧的所述一级移动装置的滑块上，所述信号输入口(11)固定连接所述信号发射天线(12)并发射信号穿透污泥块，该信号被所述信号接收天线(14)接收，并传输到信息处理单元，所述信号接收天线(14)与所述信号输出口(34)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：本装置的测量值为污泥块的体积、质量与微波信号，所述特定微波波长为3cm-4cm，所述微波天线口径中心对准污泥块的几何中心，所述微波发射天线口径贴于污泥块顶层，所述微波接收天线口径平面贴于操作台。所述检测区域二部分的操作台厚度为0.5mm-1mm,天线采用标准喇叭BJ100。

9.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：本装置的采用的测量模型为：含水率＝-8.1695×体积+11.5505×质量+5198.6588×微波电信号+517.9599×(微波电信号)^2+17.1475×(微波电信号)^3。

10.根据权利要求1所述的一种污泥含水率检测装置及方法，其特征在于：所述的信息处理单元，包括图像处理模块、含水率检测模块、控制器和处理器；通过将体积质量检测单元得到的污泥块图像传入图像处理模块，得出污泥块的体积，将污泥块的体积以及质量传感器得到的质量信号和含水率检测单元得到的微波电信号上传输入到所述控制器，所述处理器记录这些数值，并将该三个数值作为输入值输入到检测模型中得出污泥含水率。污泥含水率检测方法主要步骤如下：

S1：系统初始化，第一、二、三级移动装置移动到初始位置上。

S2：1号电机开始工作，推板推动污泥来到第一检测区域后，红外信号受到遮挡，第一红外线接收器接受不到信号，1号电机停止工作，推板停止运行。

S3：质量传感器测量出污泥块的重量。

S4：第一摄像头与第二摄像头捕捉到污泥块的图像，上传至信号处理单元，信号处理单元通过对图像的滤波，二值化处理后，计算出污泥长、宽、高的像素值，通过将像素值与高精密尺度标线的像素值对比，进而求出污泥块的长宽高，分别将长度信号送至一级移动装置控制系统，宽度送至信号二级移动装置控制系统，高度送至三级移动装置控制系统。最后通过污泥块的长宽高计算出其体积。检测预留时间为3分钟。

S5：推板继续运动，当红外信号受到遮挡，第二红外线接收器接受不到信号，1号电机停止工作，推板停止运行。污泥块来到第二检测区域。

S6：一级移动装置从初始位置开始移动污泥块长度1/2，二级移动装置从初始位置开始移动至污泥块宽度的1/2，三级移动装置开始运动，移动(h-污泥块高度)距离，其中h为喇叭天线口径平面与操作台之间的距离。

S7：微波检测单元中的微波发生器发出波长为3cm的微波信号，透过污泥块，由信号接收天线捕捉到，并传输至信号处理系统。检测时间预留3分钟。

S8：1号电机继续工作，推板运动，将污泥推到废料槽后，检测完成。

S9:信号处理系统接收到的污泥块质量信号、体积信号、微波电信号代入到检测模型当中，计算出污泥块的含水率。

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