WO2003060433A2 - Verfahren zur erfassung der lage grenzfläche zwischen zwei medien - Google Patents

Verfahren zur erfassung der lage grenzfläche zwischen zwei medien Download PDF

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WO2003060433A2
WO2003060433A2 PCT/AT2003/000014 AT0300014W WO03060433A2 WO 2003060433 A2 WO2003060433 A2 WO 2003060433A2 AT 0300014 W AT0300014 W AT 0300014W WO 03060433 A2 WO03060433 A2 WO 03060433A2
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Peter Holubar
Rudolf Braun
Birgit Strenn
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Peter Holubar
Rudolf Braun
Birgit Strenn
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    • G06T2207/30108—Industrial image inspection

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting the position of the interface between two media in a container, in which the container transmits light, the radiation that has passed through the container, converted into an image file and evaluated with respect to the height of the interface becomes.
  • fillers are used in which the foam generation is precisely regulated even under changing operating conditions and with pressure relief devices that work differently.
  • at least one stationary video camera with a downstream image evaluation device is used to determine the foam image within the relief sector and / or on the container discharge devices.
  • the image evaluation device monitors the containers when the fill level in the container matches a stop level; ' which is indicated on the monitor image with a dashed line.
  • the image evaluation device recognizes this and sends a closing signal to that container location via the central control line.
  • the filling level of liquids in bottles is carried out by comparing the current filling level with the desired filling level during the filling process.
  • the liquid level is measured in translucent containers, the device using two cameras and two light sources, which are each arranged on opposite sides of the measuring vessel. Diffuse light is radiated from a position below the liquid surface against the liquid surface. The light reflected from the liquid surface and refracted at the liquid surface is recorded by a camera and the average value is calculated from both sides.
  • This embodiment has the disadvantage that the device necessary for the measuring process is very complex.
  • the sludge level in a sedimentation basin is determined, a measuring body being continuously lowered into the liquid to be measured and an image taken by a stationary camera after digitization in a downstream computer with the actually measured path of the measuring body is compared.
  • the one from that Measuring body from the surface of the liquid to the point at which the sludge particle density has reached a level which reduces the passage of light so much that the measuring body is no longer visible; the distance traveled is a measure of the height of the liquid above the sludge level.
  • a jump in the decrease in the brightness of the images recorded by the camera indicates the immersion of the measuring body in the deposited sludge.
  • DE 4 314 249 AI discloses a device for detecting the liquid level in a translucent container during the filling process, which has a light source for irradiating the container and a device for receiving and evaluating the radiation that has passed through the container, with the light source in the beam path a diffuser is arranged.
  • the light which has passed through the container is then collected with the aid of a lens and recorded by means of a camera which emits a video signal to a processing unit, where the image is evaluated line by line with regard to a minimum brightness.
  • This embodiment has the disadvantage that a line lens must additionally be arranged between the sample to be measured and the camera, which makes the measuring device more complicated and expensive.
  • only differences in the brightness of the image are assessed for line-by-line image evaluation, as a result of which no exact result can be obtained.
  • the measurement setup requires the existence of a sharp linear transition between the gaseous phase and the liquid phase.
  • the present invention has for its object to provide an accurate location of a border zone, z. B. between two immiscible media.
  • the stated object is achieved according to the invention while avoiding the aforementioned disadvantages in that an overall image of the measuring container is generated for processing and evaluation of the video image after digitization and the entire image information, in particular the brightness, the color intensity and the color, is simultaneously evaluated in terms of area.
  • This configuration achieves a highly precise result while at the same time dispensing with complex test arrangements.
  • an area compensation is carried out, in which a binary image is generated by defining threshold values and the interface contours are tightened by using filter functions, in particular by particle classification.
  • This configuration has the effect that the contours of all surfaces recognizable in the image, such as the liquid surface, sludge surface and cylinder walls, are defined for further image processing and the morphology of the image is improved for the evaluation.
  • Color image is and the definition of the threshold value is based on the color intensity of the captured image.
  • This embodiment likewise effects a binary segmentation in a color image in order to form clear interface representations.
  • Another embodiment of the invention provides that the video image is a color image and a threshold value is used for each of the three screen colors red, green, blue (RGB colors). Such an embodiment achieves binary segmentation in a color image to form clear interface representations.
  • the particle classification in a dynamically changing particle zone is carried out by coloring particles which are assigned to the same size range in uniform layers, layers e.g. Colors are.
  • Such a configuration has the effect that the size distribution of the particles can be optically determined by color differentiation on the screen.
  • a next embodiment of the invention provides that in the course of the particle classification, particles which are to be assigned to an order of magnitude below a defined limit are eliminated from the image. Such an embodiment ensures that the interfaces can be determined more precisely.
  • a further embodiment of the invention consists in that a sequence of classification steps is used to determine the limit value for the particles to be separated out in a dynamically changing particle zone, the Limit values are set subjectively by the user and this sequence of steps is fixed in the so-called "label function".
  • label function Such an embodiment has the effect that, depending on the individual size distribution of the particles and individual questions, an adequate label function and thus a limit value for the excretion the particle can be determined from the picture.
  • a next embodiment consists in that predefined size classes of the particles to be separated out are deleted from the image. This embodiment provides a simple way of separating the particles from the image. In a further embodiment of the invention it is provided that for determining the
  • an intersection of the interface representation is generated with a preferably vertical line. This configuration ensures that the height to be determined is automatically determined precisely from the bottom of the container to the interface.
  • the distance of the intersection point from the bottom of the container takes place in pixels to denote the determined position of the interface.
  • a next embodiment is that the pixel value is converted into a metric unit.
  • This embodiment makes it possible to specify the size sought, for example the sedimentation height, in millimeters.
  • the specification in millimeters can be converted into a specification in milliliters, taking into account the size of the bottom surface of the container.
  • one of the two media is suspended particles and the other is a liquid, in particular the carrier liquid of the suspended particles.
  • the particle suspension is sludge. This embodiment ensures that the sludge volume, for example of aerobic activated sludge, at freely selectable intervals and during a freely definable settling time.
  • a next embodiment is that one of the two media is gaseous and the other medium is solid, the solid medium being transported in the gaseous medium.
  • This configuration causes the volume of solid particles carried in a gas, e.g. Dust in air (e.g. in a cyclone
  • Dust separation can be determined.
  • Media is gaseous and the other medium is liquid, the gaseous medium being the carrier medium for the liquid medium.
  • a liquid in a gas e.g. Water in air
  • a next embodiment of the invention provides that a sequence of values for the position of the interface is obtained by periodic image recording and these values are combined to form a settling curve. Such an embodiment provides a more detailed characterization of the sedimentation behavior.
  • FIG. 2 shows a detail of the diagram from FIG.
  • FIG. 3 shows a view of the user interface of the control program used in the method according to the invention
  • FIG. 4a shows a schematic representation of the function of two control displays from FIG. 4,
  • the method shown schematically in Fig.l is used to detect the position of the interface between two media in a container, which is shown in the Exemplary embodiment is a measuring cylinder 1.
  • the measuring cylinder 1 is filled by a pump 3 via the cylinder base 33 with 1000 ml of activated sludge.
  • a check valve 4 is arranged in front of the pump 3 in order to prevent the pump 3 from running dry.
  • the desired fill level of 1000 ml is achieved by means of a proximity initiator 5, which is arranged on the outside of the measuring cylinder 1, on the side facing the cylinder head 27.
  • the proximity initiator 5 is mounted on the outside of the measuring cylinder 1 in order to prevent possible impairment of the measurement result by the proximity initiator 5 protruding into the measuring range.
  • an overflow 6 is formed, so that there is not too much activated sludge left in the vessel, which could falsify the measurement result.
  • the measuring cylinder 1 is irradiated with light.
  • the light comes from a light source 22 which is arranged on the opposite side of the measuring cylinder 1 as seen from the video camera 20.
  • the light source 22 is formed by a fluorescent tube.
  • a diffuser 23 in the exemplary embodiment shown a milk glass pane, is arranged between the measuring cylinder and the light source 22.
  • the image recording unit 28 is housed to ensure uniform lighting conditions.
  • the radiation that has passed through the container is recorded by a video camera 20 in an adjustable time interval and converted into a video image 24.
  • This video image 24 is then evaluated with regard to the position of the interface 26 with respect to the height.
  • the entire image information in particular the brightness and the color, is used for processing and evaluating the video image 24, possibly after digitization.
  • an area compensation is carried out, in which a binary image 25 is generated by defining threshold values and by using filter functions, in particular by particle classification, the interface contours are sharpened.
  • the threshold value is defined via the
  • Brightness or the color intensity of the captured image In the case of a color image, a threshold value is used for the three screen colors red, green and blue (RGB colors).
  • Particle classification is carried out in the program by assigning the same colors to particles that are assigned to the same size range, which means that the same size ranges of particles appear in uniform layers. In the course of particle classification, particles that can be assigned to an order of magnitude below a defined limit are eliminated.
  • a sequence of classification steps (the so-called "label function") is used to determine the limit value for the particles to be separated out.
  • the limit value is subjectively determined by the user and fixed in the "label function”.
  • the orders of magnitude of the particles to be eliminated are deleted from the image.
  • an intersection 30 of the illustrated interface 25 with a preferably vertical line 29 is generated in the processed video image 25.
  • the distance of the intersection 30 from the bottom 31 of the container is given in pixels.
  • the pixel value is then converted into a metric unit.
  • This recording and processing cycle can then be repeated any number of times until, in the exemplary embodiment shown, the last picture is taken after 30 minutes. Following the respective image acquisition, the image is forwarded digitally to the image processing unit and processed. The sedimentation height is then determined.
  • the method according to the invention can also be carried out without a digital video camera. In this case, the connection between a conventional analog video camera and the computer is established by a frame grabber card, which converts the analog camera signals into a digital image.
  • the method can be used wherever there are settable substances in a medium, provided that this process can be recorded with a camera.
  • the method is used when one of the two media is a particle suspension and the other is a liquid, in particular the carrier liquid of the particle suspension.
  • the sludge volume of aerobic activated sludge is measured in a sewage treatment plant. After a sedimentation time of 30 minutes, the amount of sludge deposited is determined by determining the position of the interface between the sludge and the supernatant in ml. Periodic image acquisition gives a sequence of values for the position of the interface and these values are combined to form a settling curve.
  • the measuring cylinder 1 is emptied via an outlet 7, which is controlled by a solenoid valve 8, after the measurement has taken place.
  • the measuring cylinder 1 is then cleaned with a spray can 9, the feed line 10 of which is provided via the cylinder head 27.
  • the rinse water is fed from a service water connection 11.
  • detergent is added from a container 13 via a metering pump 14 in order to improve the cleaning step.
  • the process water is deionized by an ion exchanger cartridge 16 and stored in a rinsing water tank 17.
  • the deionized rinsing water is fed to the spray device 9 via the feed line 18 with a pump 19.
  • FIG. 3 shows a view of the user interface of the control program "Lab View” from National Instruments used in the method according to the invention.
  • "Lab View” is a graphic programming language which is based on the language “G”, which is comparable to C ++ Programming in "Lab View” is done by linking the individual sub-programs.
  • the license holder can use a compiler to produce so-called stand-alone executables.
  • B. can be passed on to users and customers.
  • the stand-alone executables enable you to work with the "LabView” program without - the user having to buy the entire "LabView” package.
  • Executables can be designed individually.
  • the embodiment variant of the user interface shown in FIG. 3 is described below to illustrate some program functions that are essential for the application of the method according to the invention.
  • Control "and" Automatic Control arranged.
  • the function of the "manual control” is selected, which is arranged in a window below the buttons mentioned above.
  • the window for manual control shows in the sub-window relay switches and indicator lights for each of the selected control functions: sludge feed pump (abbreviated: PS), return pump (PS back), solenoid valve water ON (MW on), solenoid valve water AB (MW down), metering pump (PF) double-row control lights, in the lower part of the window for the function of the "Manual control” is a selection option for the number of repetitions of the image acquisition and further image processing.
  • a window that provides information about the selected program function.
  • it is the "sludge return" function.
  • two windows arranged side by side, with a control lamp for In the other window, the fill level of the tank in which the medium (s) to be measured is located is shown graphically.
  • a window with the results of the settling volume in ml each in 5 -Minute intervals, from 0 min to 30 min, are shown in table form.
  • a stop button at the top that stops the program.
  • FIG. 4 shows a view of the user interface of the image processing program IMAQ used in the method according to the invention, which is a construction module of the control program “Lab View”.
  • Fig.4a The function of these control displays is shown schematically in Fig.4a.
  • the lower area of the window is again divided into two and consists of a window with two displays.
  • the middle area two windows are arranged over the entire length of the screen, displaying the images of the measuring cylinder, the left image representing the unprocessed output image 24 and the right one the processed new image 25 (binary image).
  • the binary image 25 is reduced to the interface 26 between the liquid and the deposited sludge.
  • the distance of the intersection 30 from the bottom 31 of the container is given in pixels.
  • the pixel value is converted into a metric unit by the program and shown in the display “distance” described above.
  • the function of the control displays “Distances” and “Edge Coordinates” from FIG. 4 is shown schematically in FIG. 4a.
  • the measuring cylinder 41 is the Sludge-water suspension, the sludge particles having already settled and thus two phase interfaces, namely air / water 43 and water / sludge 46, can be seen.
  • the image processing program places a scale 42 lengthwise over the recorded video image of the measuring cylinder 41. The functions of the program automatically recognize the respective phase interfaces.
  • phase interfaces for example a second water / sludge interface 48.
  • Each detected phase interface is indicated on the scale line by a node 45, 45, 47 at the respective intersection between the phase interface and the scale.
  • the nodes 44, 45, 47 are ranked according to their distance from the zero point.
  • the "Distances" window now specifies the distances of the individual nodes 44, 45, 47 from the water surface 43, ie from the zero point of the scale 42.
  • the number of the desired node can be selected using the mouse pointer.
  • the "Edge Coordinates" window the number of the desired node can be selected.
  • the program calculates the x, y coordinates for the selected node (intersection interface / scale) and displays them in the image.
  • the device shown in FIGS. 1 and 2 for carrying out the method according to the invention was used to determine the settling behavior of a laboratory sewage treatment plant.
  • parallel sedimentation tests were carried out with the measuring device and by means of manual determination in the settling cylinder.
  • the activated sludge was removed from the activated sludge tank at the same time. While in the method according to the invention the sludge was conveyed into the measuring cylinder 1 via the pump 3, the sludge was manually removed from the activation tank for the comparison measurement.
  • the results of the two measurements carried out in parallel are summarized in table form in FIG. The columns in the table in FIG.

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Abstract

Verfahren zur Erfassung der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien in einem Behälter, bei welchem der Behälter mit Licht durchstrahlt, die durch den Behälter hindurchgegangene Strahlung aufgenommen, in ein Videobild umgewandelt und hinsichtlich der Lage der Grenzfläche in Bezug auf die Höhe ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung und Auswertung des gesamten Videobildes, gegebenenfalls nach Digitalisierung, die gesamte Bildinformation, insbesondere die Helligkeit, Farbintensität und die Farbe, herangezogen wird.

Description

Verfahren zur Erfassung der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien in einem Behälter, bei welchem der Behälter mit Licht durchstrahlt, die durch den Behälter hindurchgegangene Strahlung aufgenommen, in eine Bilddatei umgewandelt und hinsichtlich der Lage der Grenzfläche in Bezug auf die Höhe ausgewertet wird.
Bei dem in der DE 4 343 750 AI geoffenbarten Getränkefüller zum Füllen karbonisierter Getränke in durchsichtige Behälter werden Füller verwendet, bei denen die Schaumerzeugung auch bei wechselnden Betriebsbedingungen und bei individuell unterschiedlich arbeitenden Druckentlastungseinrichtungen genau geregelt werden. Bei dieser Konstruktion wird wenigstens eine stationär angeordnete Videokamera mit nachgeschalteter Bildauswerteinrichtung zur Ermittlung des Schaumbildes innerhalb des Entlastungssektors und/oder an den Behälteraustrageinrichtungen eingesetzt. Die Bildauswerteinrichtung überwacht die Behälter daraufhin, wann der Füllpegel im Behälter mit einem Stoppegel übereinstimmt;' der auf dem Monitorbild mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Die Bildauswerteinrichtung erkennt dies und gibt über die zentrale Steuerleitung ein Schließsignal an denjenigen Behälterplatz. Es wird bei dieser bekannten Ausbildung der Füllpegel von Flüssigkeiten in Flaschen durch Vergleich des aktuellen Füllpegels mit dem gewünschten Füllpegel während des Füllvorganges durchgeführt.
Bei dem Verfahren nach US 4 733 09 A wird der Flüssigkeitspegel in lichtdurchlässigen Behältern gemessen, wobei die Vorrichtung zwei Kameras und zwei Lichtquellen, die je an gegenüberliegenden Seiten des Meßgefäßes angeordnet sind, verwendet. Dabei wird diffuses Licht von einer Position unter der Flüssigkeitsoberfläche gegen die Flüssigkeitsoberfläche gestrahlt. Das von der Flüssigkeitsoberfläche reflektierte und an der Flüssigkeitsoberfläche gebrochene Licht wird von einer Kamera aufgenommen und der Durchschnittswert von beiden Seiten errechnet. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß die zu dem Meßver-fahren notwendige Vorrichtung sehr aufwendig ist.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art (EP 0 114 408 A2) wird der Schlammspiegel in einem Absetzbecken bestimmt, wobei ein Meßkörper kontinuierlich in die zu messende Flüssigkeit abgesenkt wird und ein von einer ortsfest angeordneten Kamera aufgenommenes Bild nach Digitalisierung in einem nachgeschalteten Rechner mit dem tatsächlich zurückgelegten Weg des Meßkörpers verglichen wird. Der von dem Meßkörper von der Flüssigkeitsoberfläche bis zu dem Punkt, an dem die Schlammpartikeldichte ein Maß erreicht hat, das den Durchgang von Licht so stark herabsetzt, daß der Meßkörper nicht mehr sichtbar ist, zurückgelegte Weg ist ein Maß für die Höhe der Flüssigkeit über dem Schlammspiegel. Ein Sprung in der Helligkeitsabnahme der von der Kamera aufgenommenen Bilder zeigt das Eintauchen des Meßkörpers in den abgesetzten Schlamm an. Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, daß die Messung direkt im Absetzbecken durch Eintauchen des Meßkörpers in die zu bestimmende Flüssigkeit erfolgt. Da das Absetzen von Schlamm nie über eine größere Fläche völlig gleichmäßig verläuft, kann es infolge lokaler Turbulenzen zu einer Verfälschung des Meßergebnisses kommen. Darüberhinaus liefert die Helligkeitsabnahme der aufgenommenen Bilder als einziger gemessener Parameter keine exakte Grenze, da der Über-gang gleitend ist.
In der DE 4 314 249 AI ist eine Vorrichtung zur Erfassung des Flüssigkeitspegels in einem lichtdurchlässigen Behälter während des Füllvorganges geoffenbart, welche eine Lichtquelle zur Durchstrahlung des Behälters und eine Einrichtung zur Aufnahme und Auswertung der durch den Behälter hindurchgegangenen Strahlung aufweist, wobei im Strahlenweg der Lichtquelle ein Diffusor angeordnet ist. Das durch den Behälter hindurchgegangene Licht wird anschließend mit Hilfe einer Linse gesammelt und mittels einer Kamera erfaßt, die ein Videosignal zu einer Bearbeitungseinheit abgibt, wo das Bild zeilenweise hinsichtlich eines Helligkeitsminimums ausgewertet wird. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß durch die zeilenweise Auswertung zwischen zu messender Probe und Kamera zusätzlich eine Sammellinse angeordnet werden muß, wodurch die Meßvorrichtung komplizierter und teurer wird. Außerdem werden zur zeilenweise Bildauswertung lediglich Unterschiede in der Helligkeit des Bildes beurteilt, wodurch kein genaues Ergebnis erhalten werden kann. Schließlich setzt der Messaufbau das Vorhandensein eines scharfen linearen Überganges zwischen der gasförmigen Phase und der flüssigen Phase voraus.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine genaue Lage einer Grenzzone, z,B. zwischen zwei nicht mischbaren Medien, zu ermitteln. Die genannte Aufgabe wird unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Bearbeitung und Auswertung des Videobildes nach Digitalisierung ein Gesamtbild des Meßbehälters erzeugt und die gesamte Bildinformation, insbesondere die Helligkeit, die Farbintensität und die Farbe, simultan flächenmäßig ausgewertet wird. Durch diese Ausgestaltung wird ein höchst präzises Ergebnis bei gleichzeitigem Verzicht auf aufwendige Versuchsanordnungen erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Bearbeitung des Videobildes ein Flächenausgleich durchgeführt wird, bei welchem durch Definition von Schwellenwerten ein Binärbild erzeugt und durch Anwendung von Filterfunktionen, insbesondere durch eine Partikelklassifikation, die Grenzflächenkonturen verschärft werden. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß die Konturen aller im Bild erkennbaren Flächen, wie Flüssigkeitsoberfläche, Schlammoberfläche und Zylinderwandungen für die weitere Bildbearbeitung festgelegt werden und die Morphologie des Bildes für die Auswertung verbessert wird.
Eine nächste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Videobild ein
Farbbild ist und die Definition des Schwellenwertes über die Farbintensität des aufgenommenen Bildes erfolgt. Durch diese Ausführungsform wird ebenfalls in einem Farbbild eine Binärsegmentierung zur Ausbildung klarer Grenzflächendarstellun-gen bewirkt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Videobild ein Farbbild ist und je ein Schwellenwert für die drei Bildschirmfarben Rot, Grün, Blau (RGB- Farben) verwendet wird. Durch eine solche Ausfuhrungsform wird in einem Farbbild eine Binärseg-mentierung zur Ausbildung klarer Grenzflächendarstellungen erreicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Partikelklassifikation in einer dynamisch sich verändernden Partikelzone durch Einfärbung von Partikel, die dem gleichen Größenbereich zuzuordnen sind, in einheitlichen Layern erfolgt, wobei Layer z.B. Farben sind. Durch eine solche Ausgestaltung wird bewirkt, daß die Größenverteilung der Partikel durch farbliche Unterscheidung am Bildschirm optisch erfassbar wird.
Eine nächste Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß im Zuge der Partikelklassifikation Partikel, die einer unter einem definierten Grenzwert liegenden Größenordnung zuzuordnen sind, aus dem Bild ausgeschieden werden. Durch eine solche Ausführungsform wird erreicht, daß die Grenzflächen exakter zu ermitteln sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zur Festsetzung des Grenzwertes für die auszuscheidenden Partikel einer dynamisch sich verändernden Partikelzone eine Abfolge von Klassifizierungsschritten verwendet wird, wobei die Grenzwerte vom Benutzer subjektiv festgelegt und diese Abfolge von Schritten in der sogenannten „Label-Funktion" fixiert wird. Durch eine solche Ausfuhrungsform wird bewirkt, daß je nach individueller Größenverteilung der Partikel und individueller Fragestellung eine adäquate Label-Funktion und damit ein Grenzwert für die Ausscheidung der Partikel aus dem Bild festgelegt werden kann.
Eine nächste Ausführungsform besteht darin, daß zuvor festgelegte Größenklassen der auszuscheidenden Partikel aus dem Bild gelöscht werden. Durch diese Ausführungsform wird eine einfache Möglichkeit der Ausscheidung der Partikel aus dem Bild bewirkt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Ermittlung der
Lage der Grenzfläche zwischen den beiden im Behälter befindlichen Medien in dem bearbeiteten Videobild ein Schnittpunkt der Grenzflächendarstellung mit einer vorzugsweise senkrechten Linie erzeugt wird. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß die zu ermittelnde Höhe vom Boden des Behälters bis zur Grenzfläche automatisch präzise ermittelt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Bezeichnung der ermittelten Lage der Grenzfläche der Abstand des Schnittpunktes vom Boden des Behälters in Pixel erfolgt. Durch eine solche Ausgestaltung wird bewirkt, daß die Position der einzelnen Bildpunkte am Bildschirm eindeutig definiert wird und mittels Vektoren der Abstand der Schnittpunkte der eingezeichneten senkrechten Linie mit der Grenzfläche errechnet werden kann.
Eine nächste Ausführungsform besteht darin, daß der Pixelwert in eine metrische Ein-heit umgerechnet wird. Durch diese Ausführungsform wird eine Angabe der gesuchten Größe, etwa der Sedimentationshöhe, in Millimeter ermöglicht. Die Angabe in Millimeter kann unter Einbeziehung der Größe der Bodenfläche des Behälters in eine Angabe in Milliliter umgerechnet werden.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß eines der beiden Medien suspendierte Partikel und das andere eine Flüssigkeit, insbesondere die Trägerflüssigkeit der suspendierten Partikel, ist. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß bei Medien, die absetzbare Stoffe enthalten, das Volumen des abgesetzten Stoffes während einer frei defmierbaren Absetzzeit bestimmt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß die Partikelsuspension Schlamm ist. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß das Schlammvolumen, zum Beispiel von aerobem Belebtschlamm, in frei wählbaren Intervallen und während einer frei defmierbaren Absetzzeit bestimmt werden kann.
Eine nächste Ausfuhrungsform besteht darin, daß eines der beiden Medien gasförmig und das andere Medium fest ist, wobei das feste Medium im gasförmigen Medium transportiert wird. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß das Volumen von in einem Gas getragenen Feststoffteilchen, z.B. Staub in Luft (etwa in einem Zyklon zur
Staubabscheidung), bestimmt werden kann.
Eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung sieht vor, daß eines der beiden
Medien gasförmig und das andere Medium flüssig ist, wobei das gasförmige Medium Trägermedium für das flüssige Medium ist. Durch diese Ausführungsform wird erreicht, daß das Volumen einer Flüssigkeit in einem Gas, z.B. Wasser in Luft, bestimmt werden kann.
Eine nächste Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß durch periodische Bild- aufhahme eine Folge von Werten für die Lage der Grenzfläche erhalten wird und diese Werte zu einer Absetzkurve zusammengesetzt werden. Durch eine solche Ausführungsform wird eine nähere Charakterisierung des Sedimentationsverhaltens bewirkt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig.l ein Schema das den Aufbau der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt,
Fig.2 ein Detail des Schemas aus Fig.l,
Fig.3 eine Ansicht der Benutzeroberfläche des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Steuerungsprogramms,
Fig.4 eine Ansicht der Benutzeroberfläche des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Bildbearbeitungsprogramms,
Fig.4a eine schematische Darstellung der Funktion zweier Kontrollanzeigen aus Fig. 4,
Fig.5 Meßergebnisse von Vergleichsmessungen zur Bestimmung des Absetzverhaltens einer Laborkläranlage mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und mittels manueller Bestimmung im Absetzzylinder und
Fig.6a-6f eine graphische Darstellung der Meßergebnisse aus Fig.5.
Das in Fig.l schematisch dargestellte Verfahren dient zur Erfassung der Lage der Grenzfläche zwischen zwei Medien in einem Behälter, der in dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ein Meßzylinder 1 ist. Der Meßzylinder 1 wird durch eine Pumpe 3 über den Zylinderboden 33 mit 1000 ml Belebtschlamm befüllt. Vor der Pumpe 3 ist eine Rückschlagklappe 4 angeordnet, um ein Trockenlaufen der Pumpe 3 zu verhindern. Der gewünschte Füllstand von 1000 ml wird mittels eines Näherungsinitiators 5, der an der Außenseite des Meßzylinders 1, an der dem Zylinderkopf 27 zugewandten Seite, angeordnet ist, erreicht. Der Näherungsinitiator 5 wird an der Außenseite des Meßzylinders 1 montiert, um eine mögliche Beeinträchtigung des Meßergebnisses durch Hineinragen des Näherungsinitiators 5 in den Meßbereich zu verhindern. In Höhe der 1000 ml-Marke am Meßzylinder 1 ist ein Überlauf 6 ausgebildet, sodaß keine zu große Belebtschlammmenge im Gefäß verbleibt, welche eine Verfälschung des Meßergebnisses bewirken könnte.
Sobald der Meßzylinder bis zur 1000 ml-Marke befüllt ist, wird von einer im Abstand von dem Meßzylinder 1 angeordneten Videokamera 20 ein Bild des Meßzylinder 1 aufgenommen. Um eine gute Aufhahmequalität zu erreichen, wird der Meßzylinder 1 mit Licht durchstrahlt. Das Licht stammt aus einer Lichtquelle 22, die an der von der Videokamera 20 aus gesehen gegenüberliegenden Seite des Meßzylinders 1 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Lichtquelle 22 von einer Leuchtstoffröhre gebildet. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Ausleuchtung ist zwischen dem Meßzylinder und der Lichtquelle 22 ein Diffusor 23, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Milchglasscheibe, angeordnet. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist die Bildaufhahmeeinheit 28 zur Gewährleistung gleichmäßiger Lichtverhältnisse eingehaust.
Die durch den Behälter hindurchgegangene Strahlung wird in einem einstellbaren Zeitintervall von einer Videokamera 20 aufgenommen und in ein Videobild 24 umgewandelt. Dieses Videobild 24 wird anschließend hinsichtlich der Lage der Grenzfläche 26 in Bezug auf die Höhe ausgewertet. Zur Bearbeitung und Auswertung des Videobildes 24, gegebenenfalls nach Digitalisierung, wird die gesamte Bildinformation, insbesondere die Helligkeit und die Farbe, herangezogen. Dazu wird ein Flächenausgleich durchgeführt, bei welchem durch Definition von Schwellenwerten ein Binärbild 25 erzeugt wird und durch Anwendung von Filterfunktionen, insbesondere durch Partikelklassifikation, die Grenzflächenkonturen verschärft werden. Bei einem Schwarz- Weiß-Bild erfolgt die Definition des Schwellenwertes über die
Helligkeit oder über die Farbintensität des aufgenommenen Bildes. Bei einem Farbbild wird je ein Schwellenwert für die drei Bildschirmfarben Rot, Grün, Blau (RGB-Farben) verwendet. Die Partikelklassifikation erfolgt im Programmablauf durch Zuweisung von gleichen Farben zu Partikel, die dem gleichen Größenbereich zuzuordnen sind, wodurch gleiche Größenbereiche von Partikel in einheitlichen Layern erscheinen. Im Zuge der Partikelklassifikation werden Partikel, die einer unter einem definierten Grenzwert liegenden Größenordnung zuzuordnen sind, ausgeschieden.
Zur Festsetzung des Grenzwertes für die auszuscheidenden Partikel wird eine Abfolge von Klassifizierungsschritten (die sog. „Label-Funktion") verwendet. Der Grenzwert wird dabei vom Benutzer subjektiv festgelegt und in der „Label-Funktion" fixiert. Die Größenordnungen der auszuscheidenden Partikel werden aus dem Bild gelöscht. Zur Ermittlung der Lage der Grenzfläche 26 zwischen den beiden im Behälter befindlichen Medien wird in dem bearbeiteten Videobild 25 ein Schnittpunkt 30 der dargestellten Grenzfläche 25 mit einer vorzugsweise senkrechten Linie 29 erzeugt. Zur Bezeichnung der ermittelten Lage der Grenzfläche 26 erfolgt die Angabe des Abstands des Schnittpunkts 30 vom Boden 31 des Behälters in Pixel. Der Pixelwert wird anschließend in eine metrische Einheit umgerechnet.
Dieser Aufnahme- und Bearbeitungszyklus kann in der Folge beliebig oft wiederholt werden, bis, im dargestellten Ausführungsbeispiel nach 30 Minuten, das letzte Bild aufgenommen wird. Im Anschluß an die jeweilige Bildaufnahme wird das Bild digital an die Bildverarbeitungseinheit weitergeleitet und bearbeitet. Anschließend wird die Absetzhöhe ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch ohne digitale Videokamera durchgeführt werden. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen einer konventionellen analogen Videokamera und dem Rechner durch eine Framegrabber-Karte hergestellt, welche die analogen Kamerasignale in ein digitales Bild umwandelt.
Das Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo absetzbare Stoffe in einem Medium enthalten sind, sofern dieser Vorgang mit einer Kamera erfassbar ist. Insbesondere wird das Verfahren eingesetzt, wenn eines der beiden Medien eine Partikelsuspension ist und das andere eine Flüssigkeit, insbesondere die Trägerflüssigkeit der Partikelsuspension. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wird das Schlammvolumen von aerobem Belebtschlamm in einer Kläranlage gemessen. Nach einer Sedimentationszeit von 30 Minuten wird die abgesetzte Schlammmenge durch Ermittlung der Lage der Grenzfläche zwischen Schlamm und Überstand in ml bestimmt. Durch periodische Bildaufhahme wird eine Folge von Werten für die Lage der Grenzfläche erhalten und diese Werte werden zu einer Absetzkurve zusammengesetzt. Wie aus Fig.l ersichtlich ist, wird im Anschluß an die erfolgte Messung der Meßzylinder 1 über einen Ablauf 7, der durch ein Magnetventil 8 gesteuert wird, entleert. Anschließend wird der Meßzylinder 1 mit einer Sprühdose 9, deren Zuleitung 10 über den Zylinderkopf 27 erfolgt, gereinigt. Das Spülwasser wird aus einem Brauchwasseranschluß 11 gespeist. Im ersten Spülgang wird Spülmittel aus einem Behälter 13 über eine Dosierpumpe 14 zugesetzt, um den Reinigungsschritt zu verbessern. Für die abschließende Reinigungsstufe wird das Brauchwasser durch eine Ionenaustauscherpatrone 16 deionisiert und in einem Spülwasserbehälter 17 gespeichert. Während des letzten Reinigungsschrittes wird das deionisierte Spülwasser über die Zuleitung 18 mit einer Pumpe 19 der Sprüheinrichtung 9 zugeführt.
Fig.3 zeigt eine Ansicht der Benutzeroberfläche des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Steuerungsprogramms „Lab View" der Firma National Instruments. „Lab View" ist eine graphische Programmiersprache, die auf der Sprache „G", welche vergleichbar zu C++ ist, aufgebaut ist. Die Programmierung bei „Lab View" erfolgt durch Verknüpfung der einzelnen Sub-Programme. Im Anschluß an die Programmierung können vom Lizenzinhaber mittels eines Compilers sogenannte Stand-alone-Executables hergestellt werden, welche z. B. an Anwender und Kunden weitergegeben werden können. Die Stand- alone-Executables er-möglichen das Arbeiten mit dem „LabView"-Programm, ohne daß - der Anwender das gesamte „LabView"-Paket kaufen muß. Die Benutzeroberfläche des „LabView"-Programms bzw. der Stand-alone-
Executables ist individuell gestaltbar. Die in Fig.3 gezeigte Ausführungsvariante der Benutzeroberfläche wird zur Darstellung einiger für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlicher Programmfunktionen im Folgenden beschrieben. Im linken Bildschirmbereich sind Buttons für die Programmfunktionen „Manuelle
Kontrolle" und „Automatische Kontrolle" angeordnet. In der dargestellten Ansicht ist die Funktion der „Manuellen Kontrolle" ausgewählt, welche in einem Fenster unter den oben genannten Buttons angeordnet ist. Das Fenster für die manuelle Kontrolle zeigt im Unterfenster Relayschalter und Kontrollleuchten für jede der ausgewählten Kontrollfunktionen: Schlamm-Zulaufpumpe (abgekürzt: P-S), Rücklaufpumpe (P-S rück), Magnetventil Wasser EIN (M-W ein), Magnetventil Wasser AB (M-W ab), Dosierpumpe (P-F) zweireihige Kontrollichter. Im unteren Bereich des Fensters für die Funktion der „Manuellen Kontrolle" ist eine Auswahlmöglichkeit für die Anzahl der Wiederholungen der Bildaufhahme und der weiteren Bildbearbeitung gegeben.
Im mittleren Bereich der Bildschirmansicht befindet sich ein Fenster, das über die gewählte Programmfunktion Auskunft gibt, in dem in Fig.3 gezeigten Bild, ist es die Funktion „Schlammrückführung". Darunter sind in Nebeneinanderstellung zwei Fenster angeordnet, wobei in dem linken eine Kontrolleuchte für einen Näherungsinitiator zur Füllstandskontrolle des Schlammabsetzzylinders dargestellt ist. In dem anderen Fenster wird der Füllstand des Tanks, in welchem sich das/die zu messende Medium/Medien befindet, grafisch angezeigt. Darunter ist ein Fenster mit Darstellung der Ergebnisse des Absetzvolumens in ml jeweils in 5-Minuten-Abständen, von 0 min bis 30 min, in Tabellenform gezeigt. Unter der Tabelle befindet sich in einem eigenen Fenster eine Anzeige für die aktuelle Uhrzeit und das Datum.
Im rechten Bereich der Bildschirmansicht ist oben ein Stop-Button angeordnet, der den Programmablauf stoppt. Darunter befindet sich ein Fenster mit einer Anzeige für folgende Funktionen, beginnend im Fenster oben: Ein Kontrollicht für die „Automatische Kontrolle", ein Einschaltknopf für den Start der Bildverarbeitung mit einer Wahlmöglichkeit für die Anzahl der Wiederholungen, ein Kontrollicht für die Funktion „Leeren des Absetzzylinders" mit je einem Button zum Öffnen bzw. Schließen und ein Kontrollicht für die Funktion „Reinigen des Absetzzylinders" mit einem Ein- bzw. Ausschaltknopf.
Die Steuerung der gesamten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt mittels des Programms „Lab View".
Fig.4 zeigt eine Ansicht der Benutzeroberfläche des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Bildbearbeitungsprogramms IMAQ, welches ein Aufbaumodul des Steuerungsprogramms „Lab View" ist.
Im linken Bereich der Bildschirmansicht befindet sich oben ein Fenster, das über den momentan in Abarbeitung befindlichen Programmschritt informiert, im dargestellten Bild wird mit dem Wort „Finished" das Ende der Messung angezeigt. Darunter ist ein „Exi '-Button für den Ausstieg aus dem Programm angeordnet. Unter diesem Button sind in Nebeneinanderstellung zwei Fenster angeordnet, wobei in dem einen eine Anzeige mit Auswahlmöglichkeit für die Anzahl der gewünschten Wiederholungen der Bildaufhahmen ausgebildet ist und in dem anderen eine automatische Anzeige, die über die Anzahl der bereits absolvierten Wiederholungen der Bildaufhahmen informiert. Darunter befindet sich ein zweigeteiltes Fenster, welches in seinem oberen Bereich zwei Anzeigen aufweist, eine für „Distances" (= Abstände in Pixel, äquivalent zu Schlammabsetzhöhe) und eine für „Edge Coordinates" (= Eckkoordinaten der Schnittpunkte in Pixel), wobei jede aus einem wählbaren und einem automatischen Teil besteht. Die Funktion dieser Kontrollanzeigen ist in Fig.4a schematisch dargestellt. Der untere Bereich des Fensters ist wiederum zweigeteilt und besteht aus einem Fenster mit zwei Anzeigen. Diese Anzeigen geben die Nummer und die Position des jeweiligen Schnittpunktes (= Phasengrenzflächen-Knotens, siehe Beschreibung von Fig. 4a) mit der Maßstabslinie in den umgerechneten metrischen Werten an, welche analog zu dem Pixelwert im Fenster „Distances" sind. Darunter befindet sich ein Fenster, welches eine Kontrollleuchte mit einer darunter angeordneten automatischen Anzeige der Anzahl der gefundenen Schnittpunkte beinhaltet. Bei erfolgreicher Ausgabe des Prüfergebnisses ist die Leuchte grün, ansonsten rot.
Im mittleren Bereich sind zwei Fenster über die gesamte Bildschirmlänge angeordnet, die Bilder des Meßzylinders wiedergeben, wobei das linke Bild das unbearbeitete Ausgangsbild 24 wiedergibt und das rechte das bearbeitete neue Bild 25 (Binärbild). Das Binärbild 25 ist nach der Bildbearbeitung auf die Grenzfläche 26 zwischen Flüssigkeit und abgesetztem Schlamm reduziert. Zur Bezeichnung der durch Erzeugen eines Schnittpunkts 30 der Grenzfläche 26 mit der Linie 29 ermittelten Lage der Grenzfläche 26 erfolgt die Angabe des Abstands des Schnittpunkts 30 vom Boden 31 des Behälters in Pixel. Der Pixelwert wird durch das Programm in eine metrische Einheit umgerechnet und in der oben beschriebenen Anzeige „Distanz" wiedergegeben.
Im rechten Bildbereich befindet sich ein Fenster mit einer Anzeige für die aktuelle Uhrzeit und das Datum. Darunter ist eine Anzeige mit Auswahlmöglichkeit für die „Wartezeit" zwischen den aufeinanderfolgenden Bildaufhahmen (in Minuten) angeordnet. Darunter befindet sich ein Fenster, in welchem die Sedimentation der Schlammpartikel in einem Diagramm mittels einer Absetzkurve graphisch wiedergegeben ist. Unter diesem Fenster ist ein weiteres angeordnet, in welchem die Meßergebnisse des Absetzvolumens in ml jeweils in 5-Minuten-Abständen von 0 min bis 30 min in Tabellenform gezeigt ist. Unter der Tabelle befinden sich zwei Buttons; einer zur Beendigung des aktuellen Meßdurchganges und der andere mit dem Befehl, das Programm „Excel" zur Speicherung der gemessenen Distanzwerte offen zu lassen.
In Figur 4a ist die Funktion der Kontrollanzeigen „Distances" und „Edge Coordinates" aus Fig. 4 schematisch dargestellt. Im Meßzylinder 41 befindet sich die Schlamm- Wasser-suspension, wobei die Schlammteilchen bereits abgesetzt sind und somit zwei Phasengrenzflächen, nämlich Luft/Wasser 43 und Wasser/Schlamm 46 erkennbar sind. Die Phasengrenzfläche Luft/Wasser 43 (= Wasseroberfläche) ist der Ausgangs- und Nullpunkt der Messung der Abstände zwischen Wasseroberfläche 43 und Schlammoberfläche 46 (= Phasengrenzfläche Wasser/Schlamm). Das Bildverarbeitungsprogramm legt bei jeder Messung einen Maßstab 42 der Länge nach über das aufgenommene Videobild des Meßzylinders 41. Die Funktionen des Programms erkennen automatisch die jeweiligen Phasengrenzflächen. Durch Schaum oder andere störende Partikel kann es jedoch zur Erkennung mehrerer Phasengrenzflächen kommen, z.B. einer zweiten Wasser/Schlamm-Grenzfläche 48. Jede erkannte Phasengrenzfläche wird an der Maßstabslinie durch einen Knoten 45, 45, 47 am jeweiligen Schnittpunkt zwischen Phasengrenzfläche und Maßstab angezeigt. Die Knoten 44, 45, 47 sind nach ihrem Abstand vom Nullpunkt gereiht. Das Fenster „Distances" gibt nun die Distanzen der einzelnen Knoten 44, 45, 47 von der Wasseroberfläche 43, also vom Nullpunkt des Maßstabs 42 an. Mittels Mauszeiger kann die Nummer des gewünschten Knotens ausgewählt werden. Analog kann im Fenster „Edge Coordinates" ebenfalls die Nummer des gewünschten Knotens gewählt werden. Das Programm errechnet sodann die x,y-Koordinaten für den gewählten Knoten (Schnittpunkt Grenzfläche/Maßstab) und zeigt diese im Bild an.
Die in Fig.l und Fig.2 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge- mäßen Verfahrens wurde zur Bestimmung des Absetzverhaltens einer Laborkläranlage eingesetzt. Zur Kontrolle der durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelten Meßergebnisse wurden parallele Sedimentationsversuche mit der Meßeinrichtung und mittels manueller Bestimmung im Absetzzylinder durchgeführt. Die Entnahme des Belebtschlamms aus dem Belebungsbecken erfolgte dabei jeweils zum gleichen Zeitpunkt. Während beim erfindungsgemäßen Verfahren der Schlamm über die Pumpe 3 in den Messzylinder 1 gefördert wurde, wurde der Schlamm für die Vergleichsmessung händisch aus dem Belebungsbecken entnommen. Die Ergebnisse der beiden parallel durchgeführten Messungen sind in Fig.5 in Tabellenform zusammengefaßt. In den Spalten der Tabelle in Fig. 5 ist von links nach rechts gelesen, in der ersten Spalte die Nummer der Vergleichsmessung angegeben, daneben die Angabe der Zeitabstände in denen jeweils Schlamm entnommen wurde, gerechnet ab der ersten Schlammentnahme. In den beiden letzten Spalten sind die Ergebnisse (Schlammvolumen in ml) jeder der durchgeführten Messungen wiedergegeben und zwar zuerst die Messwerte, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wurden („Auto") und daneben die Mess-werte, die mittels der herkömmlichen manuellen Methode ermittelt wurden („Manuell").
In den Fig.6a-6f sind die Ergebnisse der 6 Vergleichsmessungen aus Fig.5 in 6 Diagrammen graphisch dargestellt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, daß sich die Ergebnisse, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wurden („Auto") und diejenigen, die mittels der herkömmlichen manuellen Methode erfaßt wurden in den Zwischenergebnissen weitgehend gleichen. In den Vergleichsmessungen Nr. 1, 2 und 5 wurde beispielsweise jeweils bei der Messung nach 5 min mittels der manuellen Methode ein im Vergleich zum ent-sprechenden Wert aus der Messung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens höherer Wert für das abgesetzte Schlammvolumen ermittelt. In den Vergleichsmessungen Nr. 3, 4 und 6 wurde nach 5 min mittels der manuellen Methode hingegen ein vergleichsweise niedrigerer Wert für das abgesetzte Schlammvolumen erhalten. Im Endergebnis, d.h. bei der letzten Messung nach 30 min, zeigt sich jedoch eine gewisse Tendenz der manuellen Methode zu geringfügig niedrigeren Werten für das abgesetzte Schlammvolumen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Ablesegenauigkeit bei manueller Messung aufgrund der ungenauen Skalierung der verwendeten Messzylinder oder Imhoff-Trichter geringer ist, als bei automatisierter Messung durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erfassung der Lage der Grenze zwischen zwei Medien in einem
Behälter, bei welchem der Behälter mit Licht durchstrahlt, die durch den Behälter hindurchgegangene Strahlung aufgenommen, in ein Bild umgewandelt und hinsichtlich der Lage der Grenzfläche in Bezug auf die Höhe ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung und Auswertung des Videobildes nach Digitalisierung ein Gesamtbild des Meßbehälters erzeugt und die gesamte Bildinformation, insbesondere die Helligkeit, die Farbintensität und die Farbe, simultan flächenmäßig ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung des Videobildes ein Flächenausgleich durchgeführt wird, bei welchem durch Definition von Schwellenwerten ein Binärbild (25) erzeugt und durch Anwendung von Filterfunktionen, insbesondere durch eine Partikelklassifikation, die Grenzflächenkonturen verschärft werden
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Videobild ein Farbbild ist und je ein Schwellenwert für die drei Bildschirmfarben Rot, Grün, Blau (RGB- Farben) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelklassifikation durch eine Abfolge von Klassifizierungsschritten, welche als „Label- Funktion" bezeichnet werden, erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelklassifikation folgende Klassifizierungsschritte beinhaltet:
(i) Partikel, die dem gleichen Größenbereich zuzuordnen sind, werden in einheitlichen Layern eingefärbt, wobei Layer z.B. Farben sind;
(ii) Partikel, die einer unter einem definierten Grenzwert liegenden Größenord-nung zuzuordnen sind, werden aus dem Bild ausgeschieden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Benutzer subjektiv festgelegten Grenzwerte für die auszuscheidenden Partikel einer dynamisch sich verändernden Partikelzone durch eine Abfolge von Klassifizierungsschritten gefunden wird, und diese Abfolge von Schritten in der sogenannten „Label-Funktion" fixiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größenordnungen der auszuscheidenden Partikel aus dem Bild gelöscht werden.
8.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Lage der Grenzfläche (26) zwischen den beiden im Behälter befindlichen Medien in dem bearbeiteten Videobild (25) ein Schnittpunkt der Grenzfläche (26) mit einer vorzugsweise senkrechten Linie (29) erzeugt wird. 9Nerfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bezeichnung der ermittelten Lage der Grenzfläche (26) die Angabe des Abstandes des Schnittpunktes (30) vom Boden (31) des Behälters in Pixel erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pixelwert in eine metrische Einheit umgerechnet wird. 11.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien eine Partikelsuspension und das andere eine Flüssigkeit, insbesondere die Trägerflüssigkeit der Partikelsuspension ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelsuspension Schlamm ist. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien gasförmig und das andere Medium fest ist wobei das feste Medium im gasförmigen Medium transportiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Medien gasförmig und das andere Medium flüssig ist, wobei das gasförmige Medium Trägermedium für das flüssige Medium ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch periodische Bildaufnahme eine Folge von Werten für die Lage der Grenzfläche (26) erhalten wird und diese Werte zu einer Absetzkurve (32) zusammengesetzt werden.
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