一种基于智能视觉的自动取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动取样技术领域，特别是涉及一种基于智能视觉的自动取样装置。


背景技术：

2.在环保粪水净化工艺中，缺氧好氧工艺(anoxic oxic，简称ao工艺)是非常重要的一个环节，污泥沉降比(sludge settling velocity，简称sv)是反应ao工艺调试情况的一个重要指标。
3.进行污泥沉降时，需要人工从ao池内取样倒入1000ml量筒，静置30分钟后，观察量筒内污泥沉降与上清液的比例，通过刻度从而得出沉淀污泥容积占原混合液容积的比例，即sv数值，直接反映ao池正常运行时的污泥量和污泥的凝聚、沉降性能。但人工取样效率低下，取样静置后需要再次前往ao池旁观察量筒，池边取样存在跌落或是受伤的安全风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于智能视觉的自动取样装置以解决现有技术中人工取样效率低下、存在安全风险的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于智能视觉的自动取样装置，包括：
6.自动取样机构，包括舵机、与所述舵机连接且在所述舵机的驱动下旋转的量筒、以及与所述量筒连接的取样泵；
7.控制机构，控制所述自动取样机构以进行取样；
8.图像采集机构，在设定时间和设定位置进行图像采集；以及
9.终端处理机构，接收并处理所述图像采集机构的图像；
10.在所述控制机构的控制下，所述自动取样机构的舵机定时带动所述量筒旋转，所述取样泵定时自动取样送入所述量筒内直至达到设定体积，所述图像采集机构进行图像采集，并将图像传输至所述终端处理机构。
11.在一个实施例中，所述量筒上设有与所述控制机构连接的液位计。
12.在又一个实施例中，所述液位计为非接触式液位计。
13.在一个实施例中，所述取样泵为蠕动泵。
14.在一个实施例中，所述控制机构包括时控开关。
15.在一个实施例中，所述图像采集机构为球型摄像机。
16.在一个实施例中，所述自动取样机构还包括固定所述量筒的量筒架，所述量筒架包括与所述舵机连接的托盘，所述量筒固定于所述托盘上。
17.在一个实施例中，所述量筒架还包括与所述舵机连接的托架，所述托盘设于所述托架上。
18.在一个实施例中，所述量筒架还包括与所述托架连接的活卡，所述活卡套设于所
述量筒上。
19.相比于现有技术，本实用新型提供的基于智能视觉的自动取样装置具有以下优势：
20.本实用新型提供的基于智能视觉的自动取样装置通过舵机控制量筒，通过取样泵进行定时自动取样，图像采集机构在设定时间和设定位置进行图像采集，技术人员通过终端处理机构就可以获得图像从而判断sv数值，智能化自动取样并远程通过图像直接分析判断，无需频繁前往ao池进行取样和观察，既提高了取样效率，也降低了安全风险。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：
22.图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的基于智能视觉的自动取样装置的结构示意图；
23.图2为图1所示自动取样装置中量筒和量筒架的配合示意图；
24.图3为图2所示量筒架中托盘的结构示意图；
25.图4为图2所示量筒架中活卡的结构示意图。
26.附图标记：
27.1自动取样机构、11舵机、12量筒、121液位计、13取样泵、14量筒架、141托盘、142托架、143活卡、2控制机构、3图像采集机构、4终端处理机构。
具体实施方式
28.本实用新型提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本实用新型的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本实用新型的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本实用新型范围的限制。
29.下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。
30.如图1所示，图1为本实用新型提供的一种优选实施方式的基于智能视觉的自动取样装置的结构示意图。
31.本实施例提供一种基于智能视觉的自动取样装置，包括：
32.自动取样机构1，包括舵机11、与所述舵机11连接且在所述舵机11的驱动下旋转的量筒12、以及与所述量筒12连接的取样泵13；
33.控制机构2，控制所述自动取样机构1以进行取样；
34.图像采集机构3，在设定时间和设定位置进行图像采集；以及
35.终端处理机构4，接收并处理所述图像采集机构3的图像；
36.在所述控制机构2的控制下，所述自动取样机构1的舵机11定时带动所述量筒12旋转，所述取样泵13定时自动取样送入所述量筒12内直至达到设定体积，所述图像采集机构3进行图像采集，并将图像传输至所述终端处理机构4。
37.本技术提供的基于智能视觉的自动取样装置通过舵机11控制量筒12，通过取样泵13进行定时自动取样，图像采集机构3在设定时间和设定位置进行图像采集，技术人员通过
终端处理机构4就可以获得图像从而判断sv数值，智能化自动取样并远程通过图像直接分析判断，实现无人化取样，无需频繁前往ao池进行取样和观察，既提高了取样效率，也降低了安全风险。
38.智能视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，智能视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。比如，通过图像采集机构将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场。
39.所述自动取样机构1中，所述舵机11是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，所述舵机11控制所述量筒12的状态，进行取样前，所述舵机11在所述控制机构2的控制下带动所述量筒12旋转，使得所述量筒12保持开口向上的垂直状态，以便进行取样和后续观察；取样观察结束之后，所述舵机11在所述控制机构2的控制下再次带动所述量筒12旋转，使得所述量筒12逐渐转为开口向下的垂直状态，将所述量筒12内的样品倒出，以便下次取样。
40.在本实施例中，所述舵机11可以带动所述量筒12稳定旋转，需要有大扭矩，为24v供电，最大扭矩110kg/cm，当然，在其他实施例中，所述舵机11的选择可以根据实际情况相应设计。
41.所述量筒12用于盛放样品，在本实施例中，所述量筒12为1000ml。当然，在其他实施例中，也可以不采用所述量筒12，根据实际检测要求，设置为其他结构的容器。
42.在一个实施例中，所述量筒12上设有与所述控制机构2连接的液位计121，取样时更加精准，在设定体积达到后停止取样，所述量筒12保持静置状态，所述量筒12内样品中的污泥开始沉降。根据sv数值的检测要求，所述量筒12内的样品体积达到1000ml停止取样，设定体积也可以随时根据实际检测要求进行更改。
43.在又一个实施例中，所述液位计12为非接触式液位计，利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近感应器时，感应器上由于分布电容的存在，因此感应器对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近感应器时，使感应器的电容值变大。当然，在其他实施例中，所述液位计12也可以为其他形式的液位计，例如磁浮式、压力式、超声波等。
44.所述取样泵13用于液体的取样收集，所述取样泵13的一端从ao池内吸取样品，另一端与所述量筒12连接，将所述样品输送至所述量筒12内。在所述控制机构2的控制下，所述取样泵13在设定时间自动开始取样，达到设定体积后停止取样。
45.所述取样泵13为蠕动泵，流体被隔离在泵管中、可快速更换泵管、流体可逆行、可以干运转。为防堵塞，需要一定吸程，在本实施例中，所述取压泵13为24v供电，功率20w，吸程5m；取样的设定时间提前预设，可以根据实际取样情况每日多次取样，也可以每日仅一次取样，也可以多日取样一次。
46.如图2及图3所示，其中，图2为图1所示自动取样装置中量筒和量筒架的配合示意图，图3为图2所示量筒架中托盘的结构示意图。
47.在一个实施例中，所述自动取样机构1还包括固定所述量筒12的量筒架14，所述量筒架14包括与所述舵机11连接的托盘141，所述量筒12固定于所述托盘141上。
48.所述量筒架14用于固定所述量筒12的位置，以保持其稳定性，所述托盘141与所述
舵机11连接，并与所述量筒12固定为一体，当所述舵机11旋转时，带动所述托盘141和所述托盘141上的所述量筒12一起旋转。
49.所述托盘141的一端与所述舵机11固定，另一端成平面状，用于放置所述量筒12，所述托盘141与所述量筒12之间可以通过焊接固定、胶接固定等多种固定方式，所述托盘141的另一端也可以为其他形状，如具有台阶或者凹槽，能够将所述量筒12平稳放置并固定即可。
50.进一步地，所述量筒架14还包括与所述舵机11连接的托架142，所述托盘141设于所述托架142上。
51.所述量筒架14设有所述托架142，进一步提高所述量筒12的稳定性，所述托架142呈l型，并与所述舵机11连接，当然，在其他实施例中，所述托架142可以为其他形状，也可以与其他结构连接，只要所述舵机11旋转时能够带动所述量筒12旋转即可。
52.如图4所示，图4为图2所示量筒架中活卡的结构示意图。
53.进一步地，所述量筒架14还包括与所述托架142连接的活卡143，所述活卡143套设于所述量筒12上。
54.所述活卡143进一步固定所述量筒12，所述活卡143的一端与所述托架142连接，另一端呈圆环形，套设在所述量筒12的中部，当然，在其他实施例中，所述活卡143与所述托架142连接的一端可以通过螺丝固定连接、焊接、胶接、卡扣连接等多种连接方式，所述活卡143的另一端可以为其他形状，根据所述量筒12的大小和形状而相应匹配，可以为固定的环状，也可以为可活动的环形，可以直接套设于所述量筒12上，也可以通过卡扣连接、螺丝连接等多种可拆卸连接方式，也便于更换所述量筒12。
55.进一步地，所述控制机构2包括时控开关，实现对所述自动取样机构1的自动控制。时控开关是一个以单片微处理器为核心配合电子电路等组成一个电源开关控制装置，能以天或星期循环且多时段的控制设备的开闭，安全方便。当然，在其他实施例中，所述控制机构2还可以为其他结构，能够定时控制所述取样泵13和所述舵机11即可。
56.所述控制机构2还包括安置所述时控开关的电箱，所述电箱内还包括与所述时控开关匹配以实现定时控制功能的断路器、开关电源、电位器、中间继电器等多个电气设备，所述电箱通过不锈钢支架固定于所述ao池旁，所述自动取样机构1也可以固定在所述不锈钢支架上，也可以额外单独固定在其他支架上。
57.进一步地，所述图像采集机构3为球型摄像机。球型摄像机一般内置一体化摄像机(含变焦镜头)、云台结构、解码器，采用球形护罩的一体化前端成像设备。所述图像采集机构3具有预置功能，指球型摄像机能将当前状态下云台的水平角度、倾斜角度和摄像机镜头焦距等相关参数储存到存储器中，需要时可以迅速调用这些参数并将云台和摄像头调整至该位置。
58.所述图像采集机构3在所述控制机构2的控制下，在设定时间和设定位置进行图像采集，在本实施例中，所述图像采集机构3在取样停止、所述量筒12内的样品静置30分钟之后对所述量筒的位置进行拍照，并上传至所述终端处理机构4。
59.设定时间和设定位置根据实际情况提前预设好，当然，在其他实施例中，所述设定时间可以根据静置时间进行调整，所述设定位置可以根据实际所述量筒12的大小和位置进行调整。
60.所述终端处理机构4为智能设备，可以是手机、平板电脑或者其他智能设备上的管理平台或是app软件，在本实施例中，所述终端处理机构4为电脑，电脑上预设有管理平台，并连接钉钉软件，所述图像采集机构3的图像经过所述终端处理机构4的管理平台处理后将图像推送至钉钉软件，工作人员只要下载图片，就可以通过所述终端处理机构4轻松方便的看到所述量筒12内污泥沉降与上清液的比例，从而分析判断sv数值。
61.所述图像采集机构3与所述终端处理机构4之间通过http协议上传图像，http协议是超文本传输协议(hyper text transfer protocol，http)是一个简单的请求-响应协议，它通常运行在tcp之上；它指定了客户端可能发送给服务器什么样的消息以及得到什么样的响应；请求和响应消息的头以ascii形式给出；而消息内容则具有一个类似mime的格式。当然，在其他实施例中，所述图像采集机构3与所述终端处理机构4之间还可以通过其他方式或者其他协议完成图像的处理和上传。
62.所述基于智能视觉的自动取样装置在使用前，所述控制机构2提前设定好所述舵机11的旋转时间、所述取样泵13的取样时间，所述图像采集机构3根据其预置功能提前设定好图像采集的设定时间和设定位置；
63.达到设定的旋转时间时，所述舵机11在所述控制机构2的控制下带动所述量筒12旋转，使得所述量筒12保持开口向上的垂直状态；达到设定的取样时间时，所述取样泵13在所述控制机构2的控制下自动开始取样，将ao池内的样品输送至所述量筒12内，在所述液位计121的控制下，达到设定体积后所述取样泵13停止取样；
64.所述量筒12保持开口向上的垂直状态开始静置30分钟，样品中的污泥开始沉降，静置时间结束之后，所述图像采集机构3在设定时间和设定位置进行图像采集，拍下所述量筒12的照片，并上传至所述终端处理机构4；
65.同时，所述舵机11在所述控制机构2的控制下再次带动所述量筒12旋转，使得所述量筒12逐渐转为开口向下的垂直状态，将所述量筒12内的样品倒出，以便下次取样；
66.工作人员通过所述终端处理机构4看到所述量筒12内污泥沉降与上清液的比例，从而分析判断sv数值，整个取样过程工作人员不需要到达现场，降低人员在现场取样的人身风险，提高取样效率。
67.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”、“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
69.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
70.应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。