CN113916325A - 一种泥位测量系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泥位测量系统及其控制方法，涉及污水处理领域。包括沉淀池、测量装置、提升装置、轨道、动力装置与控制系统，测量装置包括测距装置、测量头与移动小车，提升装置分别与测量头、移动小车、测距装置相连，测量头与测距装置运动轨迹同步，沉淀池上设置有轨道，移动小车带动测量头沿轨道直线运动，提升装置带动测量头沿沉淀池深度方向运动，实现了测量头在沉淀池内多维空间测量运动，测量头可根据实际测量需要配置不同的测量仪器，进行灵活更换，测量装置与动力装置电连接控制系统，实现智能化控制，本发明具有结构简单、高效便捷、测量准确的优点。

Description

一种泥位测量系统及其控制方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别涉及一种泥位测量系统及其控制方法。

背景技术

在污水处理工艺中，污泥的状态测量一直是困扰行业的难题，因为环境恶劣，现有技术大都采用超声波传感器和回波处理技术监视污泥层的厚度，但是超声波的缺点是受干扰因素较多，当水体浊度较大时，超声波回波监测出现极其不稳定的现象，影响监测精度。而且，污泥表层含水率极高，容易误判，利用超声波与污泥相遇并反射的原理进行回波分析，泥位计的测量值与实际值相差较大，无法实现准确测量泥位而实现自动控制，使测量难度和强度较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种高效便捷、测量精度高的泥位测量系统及其控制方法，具体的技术方案是：泥位测量系统包括沉淀池、测量装置、提升装置、轨道、动力装置与控制系统，所述测量装置包括测距装置、测量头与移动小车，所述提升装置分别与所述测量头、所述移动小车、所述测距装置相连，所述测量头与所述测距装置运动轨迹同步，所述轨道与所述沉淀池壁相连，所述移动小车设置在所述轨道上，所述动力装置与所述移动小车、所述提升装置相连，给所述移动小车与所述提升装置提供动力驱动，所述移动小车带动所述测量头沿所述轨道直线运动，所述提升装置带动所述测量头沿所述沉淀池深度方向运动，所述测量装置与所述动力装置电连接控制系统。

进一步的，所述动力装置包括动力装置Ⅰ、动力装置Ⅱ，所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车，所述动力装置Ⅱ驱动所述提升装置；优选所述动力装置Ⅰ与所述移动小车一体化设置，所述动力装置Ⅱ与所述提升装置一体化设置。

进一步的，所述提升装置包括卷扬机、滑轮组、转套、钢丝绳，所述转套为中空管状，外接轴承，滑轮组包括多个滑轮组成，利用滑轮组的功能使沉淀池内的测量头与沉淀池外的测距装置运动轨迹同步。

进一步的，所述沉淀池上设置有回转装置与动力装置Ⅲ，所述回转装置与所述轨道相连，所述轨道为悬臂结构，所述移动小车可沿所述轨道直线运动，所述动力装置Ⅲ驱动所述回转装置使所述轨道以所述沉淀池的中心转动，带动所述移动小车实现所述测量头在所述沉淀池内做360°的圆周测量，实现了测量头的多维空间测量和实现所述沉淀池内无测量盲区。

进一步的，所述沉淀池的外壁圆周上设置有滑块，所述回转装置的壳体上设置有与滑块配合的滑轮。

进一步的，所述测量头上设置有光电浊度计与密度计，组合使用，使测量更准确，光电浊度计与密度计可以根据被测介质属性的不同进行更换。

进一步的，所述移动小车的轮子上设置有编码器，可以记录所述移动小车的运动轨迹，实现智能化控制。

进一步的，所述测距装置包括标尺、指针、激光测距仪，所述指针与所述测量头相连且运动轨迹同步，更直观的显示所述测量头的位置，所述激光测距仪用来测量所述指针的运动轨迹。

进一步的，所述控制系统包括人机交互界面、测量模块与动力装置控制模块；

所述人机交互界面可输入、修改、查询参数、实时显示所述测量头的位置信息、浊度、密度信息，并能将记录到的所述测量头的运动轨迹、测量信息存储在所述人机交互界面供使用，所述测量模块用来检测被测介质的浊度与密度的信息且上传至所述人机交互界面；所述指针直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面。

所述动力装置控制模块控制所有动力装置的启停与运动。

进一步的，泥位测量系统的控制方法，步骤如下：

a 、所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车带动所述测量头首先沿所述轨道由所述沉淀池的边缘向所述沉淀池的中心运动，在运动过程中，所述提升装置带动所述测量头上下移动，可时时测量被测介质的浊度、密度信息，可显示不同深度的介质浊度、密度信息，可以根据密度数据的突跳判断液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息并记录，且所述人机交互界面可将测量信息信息记录存储、显示，对应的指针直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面；

b、所述动力装置Ⅲ驱动所述回转装置使所述轨道以所述沉淀池的中心转动，使所述移动小车带动所述测量头在所述沉淀池内做圆周的运动，同时所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车运动和所述提升装置带动所述测量头上下移动，使所述测量头可以在所述沉淀池内做360°的多维空间运动，时时测量被测介质的的浊度、密度信息并上传至所述人机交互界面，可以根据密度数据的突跳判断液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息，且所述人机交互界面可将测量信息记录存储、显示，对应的指针可以很直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面；

c、根据测量结果，可在所述人机交互界面修改的浊度、密度参数取数采集间隔，浊水与泥位的界面的浊度、密度参数，将准确的参数进行储存。

有益效果

1、本发明设计巧妙，通过移动小车与提升装置、回转装置组合使用可实现对沉淀池360°的无死角测量，测量头可以根据测量介质属性的不同任意更换，可以做到一机多用，适用范围更广。

2、针对沉淀池的污泥情况，可根据测量头的测量记录泥位的轨迹，由于污泥的泥位可能不一定是规则的截面，通过记录泥位的轨迹，可以使数据更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的结构示意图；

图2为图1中A处的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的控制示意图；

图标：1、沉淀池；2、测量头；3、移动小车；4、卷扬机；41、钢丝绳；42、滑轮组；43、轴承；44、转套；5、轨道；6、测距装置；61、标尺；62、指针；63、激光测距仪；7、回转装置；71、壳体；72、滑块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1、2所示：一种泥位测量系统包括沉淀池1、测量装置、提升装置、轨道5、动力装置与控制系统，本专利的动力装置为电机，动力装置分别与移动小车3、提升装置相连，给移动小车3与提升装置提供动力驱动；测量装置包括测距装置6、测量头2与移动小车3，提升装置分别与测量头2、移动小车3、测距装置6相连，测量头2与测距装置6运动轨迹同步，8轨道与沉淀池壁1相连，移动小车3设置在轨道上，可以滑动行走，移动小3车可自带动力驱动，移动小车3带动测量头2沿轨道5直线运动，提升装置带动测量头2沿沉淀池1深度方向运动，实现了测量头2在沉淀池1内多维空间测量运动，测量头2可根据实际测量需要配置不同的测量仪器，进行灵活更换，测量装置与动力装置电连接控制系统。

动力装置包括动力装置Ⅰ、动力装置Ⅱ，动力装置Ⅰ驱动移动小车3，动力装置Ⅱ驱动提升装置，优选动力装置Ⅰ与移动小车3一体化设置，动力装置Ⅱ与提升装置一体化设置，动力装置Ⅰ与动力装置Ⅱ为电机。

提升装置包括卷扬机4、滑轮组42、转套44、钢丝绳41，转套44为中空管状，可以防止钢丝绳41在旋转时拗劲，外接轴承43使转套44转动更顺畅。

沉淀池1上设置有回转装置7与动力装置Ⅲ，动力装置Ⅲ为电机，回转装置7与轨道5固连，焊接或螺栓连接，轨道5为悬臂结构，移动小车3沿轨道5直线运动，沉淀池1的外壁圆周上设置有滑块72，回转装置7的壳体71上设置有与滑块72配合的滑轮，电机驱动壳体71的滑轮运动，实现回转装置7沿沉淀池1做圆周运动，其它的能提供转动的结构如齿盘，滚轮配合也可以实现转动，不在一一列举。电机驱动回转装置7使轨道5以沉淀池1的中心转动，带动移动小车3实现测量头2在沉淀池1内做360°的圆周测量，实现了测量头2的多维空间无死角测量。

测量头2上设置有光电浊度计与密度计，光电浊度计主要用于污水的浊度测量，密度计用于测量介质的密度，当测量到污水污泥的交接面时，数据会有明显大的突跳变化，两者配合使用，使测量数据更准确，而且可以根据被测介质属性的不同进行更换。

移动小车3的轮子上设置有编码器，便于数字化、智能化控制。

测距装置6包括标尺61、指针62、激光测距仪63，指针62与测量头2通过滑轮组42、钢丝绳41相连且运动轨迹同步，激光测距仪63用来测量指针62的运动轨迹。

如附图3控制系统包括人机交互界面、测量模块与动力装置控制模块；

人机交互界面为电脑控制的触摸屏，人机交互界面可输入、修改、查询参数、实时显示测量头2的位置信息、测量介质的浊度、密度信息，并能将记录到的测量头2的运动轨迹、测量的数据信息存储在所述人机交互界面供使用，测量模块用来监测被测介质的浊度与密度的信息并上传至人机交互界面；指针62直观的显示测量头2的位置信息，激光测距仪63将测量到的深度信息上传至人机交互界面。

动力装置控制模块控制动力装置的启停与运动。

一种泥位测量系统的控制方法，步骤如下：

a、电机驱动移动小车3带动测量头2上的光电浊度计21和密度计22首先沿轨道5由沉淀池1的边缘向沉淀池1的中心运动，在运动过程中，卷扬机4带动测量头2上下移动，可时时测量被测介质的浊度、密度，可显示不同深度的介质浊度、密度信息，可根据密度数据曲线的突跳判断液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息并记录，且人机交互界面可将测量信息记录存储、显示，对应的指针直观的显示测量头2的位置信息，激光测距仪63将测量到的深度信息上传至人机交互界面；

b、电机驱动回转装置7使轨道5以沉淀池1的中心转动，使移动小车3带动测量头2在沉淀池1内做圆周的运动，同时电机驱动移动小车3运动和卷扬机4带动测量头2上下移动，使测量头2可以在沉淀池1内做360°的多维空间运动，时时测量被测介质的的浊度、密度信息并上传至人机交互界面，可以根据密度数据的突跳判断介质测量液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息，且人机交互界面可将测量信息记录存储、显示，对应的指针62可以很直观的显示测量头2的位置信息，激光测距仪63将测量到的深度信息上传至人机交互界面；

c、根据测量结果，可在人机交互界面修改的浊度、密度参数取数采集间隔，参数的取采集间隔可根据测量介质不同设定不同的参数，可根据实际测量修改污水与泥位的界面的浊度、密度参数，将准确的参数进行储存。

Claims (10)

1.一种泥位测量系统，其特征在于：包括沉淀池、测量装置、提升装置、轨道、动力装置与控制系统，所述测量装置包括测距装置、测量头与移动小车，所述提升装置分别与所述测量头、所述移动小车、所述测距装置相连，所述测量头与所述测距装置运动轨迹同步，所述轨道与所述沉淀池壁相连，所述移动小车设置在所述轨道上，所述动力装置分别与所述移动小车、所述提升装置相连并给所述移动小车与所述提升装置提供动力驱动，所述移动小车带动所述测量头沿所述轨道直线运动，所述提升装置带动所述测量头沿所述沉淀池深度方向运动，所述测量装置与所述动力装置电连接所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述动力装置包括动力装置Ⅰ、动力装置Ⅱ，所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车，所述动力装置Ⅱ驱动所述提升装置。

3.根据权利要求1所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述提升装置包括卷扬机、滑轮组、转套、钢丝绳，所述转套为中空管状，外接轴承。

4.根据权利要求1所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述沉淀池上设置有回转装置与动力装置Ⅲ，所述回转装置与所述轨道相连，所述轨道为悬臂结构，所述移动小车可沿所述轨道直线运动，所述动力装置Ⅲ驱动所述回转装置使所述轨道以所述沉淀池的中心转动，带动所述移动小车实现所述测量头在所述沉淀池内做360°的圆周测量，实现了测量头的多维空间测量。

5.根据权利要求4所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述沉淀池的外壁圆周上设置有滑块，所述回转装置的壳体上设置有与滑块配合的滑轮。

6.根据权利要求1所述的泥位测量系统，其特征在于：所述测量头上设置有光电浊度计与密度计。

7.根据权利要求1所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述移动小车的轮子上设置有编码器。

8.根据权利要求1所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述测距装置包括标尺、指针、激光测距仪，所述指针与所述测量头相连且运动轨迹同步，所述激光测距仪用来测量所述指针的运动轨迹。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种泥位测量系统，其特征在于：所述控制系统包括人机交互界面、测量模块与动力装置控制模块；

所述人机交互界面可输入、修改、查询参数、实时显示所述测量头的位置信息、浊度、密度信息，并能将记录到的所述测量头的运动轨迹、测量信息存储在所述人机交互界面供使用，所述测量模块用来检测被测介质的浊度与密度的信息且上传至所述人机交互界面；所述指针直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面；

所述动力装置控制模块控制所有动力装置的启停与运动。

10.根据权利要求9所述的一种泥位测量系统的控制方法，其特征在于：步骤如下：

a、所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车带动所述测量头首先沿所述轨道由所述沉淀池的边缘向所述沉淀池的中心运动，在运动过程中，所述提升装置带动所述测量头上下移动，可时时测量被测介质的浊度、密度信息，可显示不同深度的介质浊度、密度信息，可以根据密度数据的突跳判断液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息并记录，且所述人机交互界面可将测量信息记录存储、显示，对应的指针直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面；

b、所述动力装置Ⅲ驱动驱动所述回转装置使所述轨道以所述沉淀池的中心转动，使所述移动小车带动所述测量头在所述沉淀池内做圆周的运动，同时所述动力装置Ⅰ驱动所述移动小车运动和所述提升装置带动所述测量头上下移动，使所述测量头可以在所述沉淀池内做360°的多维空间运动，时时测量被测介质的的浊度、密度信息并上传至所述人机交互界面，可以根据密度数据的突跳判断液面与泥面的区分，准确判断到泥位信息，且所述人机交互界面可将测量信息记录存储、显示，对应的指针可以很直观的显示所述测量头的位置信息，所述激光测距仪将测量到的深度信息上传至所述人机交互界面；

c、根据测量结果，可在所述人机交互界面修改的浊度、密度参数取数采集间隔，浊水与泥位的界面的浊度、密度参数，将准确的参数进行储存。

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