本发明属于污水深度处理技术领域,特别涉及一种微气泡静态立体成像观测装置。
背景技术:
作为一种城市污水深度处理工艺,臭氧气浮工艺将臭氧氧化技术和气浮分离技术的有机结合,在一个操作单元内同时完成破乳、絮凝、固液分离、除色、嗅、味、消毒等多个过程。气泡尺寸是影响工艺处理效果的重要因素,因此测量气泡尺寸,探究最优处理效果下对应的气泡大小,对工艺应用有十分重要的意义。气浮接触区为了更好使气泡与絮体接触,采用限制区域容积的方式,造成了气泡密度增高。接触区气泡尺寸一般为40-500μm,微小的尺寸往往比一般测量方法的误差还要小。所以,常规的测量方法无法准确测量微小而密实的气泡。
目前常用的方案为摄像法,通过将部分含有气泡的水引出,使其贴附在观察槽的表面后采集影像信息,再通过换算得到气泡尺寸。用采集的影像可以精确的计算气泡尺寸,但是观察槽中液体波动使气泡不停移动,造成了相机对焦困难,难以清晰成像。另外,因为垂直于摄像方向的气泡容易造成纵向投影方向的影像重叠,所以无法用算法精确消除,从而带来较高的计算误差。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种微气泡静态立体成像观测装置,能解决摄像法中动态采集信息时对焦困难、无法消除投影重叠带来的误差等问题,提高静态测量气泡尺寸的准确度。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种微气泡静态立体成像观测装置,包括与接触区连接用以引入含有气泡的水的观察槽2,观察槽2为内置换热盘管3的梯台结构,观察槽2的出水管上设截止阀6,换热盘管3的一端接排出管10,排出管10悬在废液缸21上方,以非淹没出流方式排出介质,另一端通过进水管9接三通的一端,三通另两端分别通过止回阀12和截止阀11连接即热式水加热器13和液氮瓶14,观察槽2斜置,光源8位于其上底面一侧,光源8与观察槽2之间放置滤光板7,观察槽2的下底面一侧以及腰面侧均设置摄像头4,摄像头4与观察槽2之间放置放大镜5,各个摄像头4通过数据线连接入主机15,对采集的影像进行处理运算。正常运行的气浮设备出水通过分离区20进行进一步处理,从清水管18流出。
在工作时,液氮进入观察槽2,使由进样管1进入的动态液体转化为静态,在结冰状态下采集影像信息。
观察槽2呈梯台样式,上底面侧提供光源,下底面侧和各腰面侧进行图像采集,腰面侧采集图像位置和下底面侧部分重叠,以便构建该区域气泡的立体图像。
观察槽2内置散热盘管3,通过三通连接液氮14和即热式水加热器13,通过进水管9实现迅速冷冻和解冻液体的目的。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、将液体迅速冰冻,静态下采集影像简单、清晰。
2、多方向采集影像,可以绘制气泡的立体图。
3、避免了气泡垂直投影带来的误差,减小计算误差。
4、测量气泡尺寸更准确,方便。
因此,与以往传统摄像法相比,本发明解决了对焦困难、无法消除投影重叠等问题,同时采用立体成像技术更精确的测量气泡尺寸,在污水深度处理中气浮分离领域具有重要意义。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是观察槽与摄像头位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1和图2所示,一种微气泡静态立体成像观测装置,观察槽2采用梯台设计,并对下底面、各侧腰面进行图像采集,既可以通过单独摄像头采集的影像计算气泡尺寸大小,又可以构建共同采集影像区域中气泡的立体图像。
观察槽2内设置散热盘管3,在液体进入后通入液氮,迅速冰冻液体,在静态下进行图像采集。采集结束后,盘管通入来自即热式水加热器13的热水,解冻观察槽2内液体并排出。
利用上述装置进行气泡尺寸测量的流程如下:
1.原水管16和溶气水管17正常运行,接触区19内充满气泡,打开截止阀6,含有气泡的水通过进样管1进入观察槽2。观察槽2内充满液体后,关闭截止阀6,同时迅速开启液氮14上的截止阀,关闭即热式水加热器的截止阀,使液氮通过盘管进液口9进入观察槽2内的散热盘管3。同时开启光源8提供足够的光照。
2.观察槽2内的液体冷冻后,关闭液氮14。同时,开启侧腰面方向的摄像头4进行图像采集,通过数据线存入主机15。主机15对采集的多张图像进行运算,先采集每张图像上的气泡尺寸,绘出尺寸分布图,经换算后计算气泡尺寸。后根据底面和各侧腰面图像中的重叠部分,绘制气泡的立体图像。
3.开启即热式水加热器13,使热水通过进水管9进入盘管3,解冻观察槽2内的液体,打开截止阀6,放空观察槽2。
综上,本发明利用液氮将含有气泡的液体从动态转为静态,克服了传统摄像法中动态采集信息时对焦困难的问题,消除了因气泡投影重叠造成的计算误差。通过梯台形观察槽和多方向成像技术,构建了气泡的立体图像,实现了气泡尺寸的精确测量。