CN116559401A - 一种水质检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声波检测的技术领域，具体涉及一种水质检测方法，S1：发射超声波对装入容器中的液体进行检测，通过反射回来的超声波转化为超声信号，且将超声信号进行传输；S2：接受传输的超声信号，通过超声测距原理判断水中若干异物与检测点之间的距离，判断异物的聚集度；S3：若异物的聚集度达到第一阈值，则获取水样图像；S4：将水样图像分解为若干个检测分组，若其中至少一个检测分组的亮度值小于预设的亮度阈值，则在对应的检测分组中形成标号，可通过标号判定异物的分布位置，确定分布位置后转换成分布信息发送至控制器；S5：控制器接受分布信息后，通过距离检测点位置的标号数量进行判断，并通过驱动装置对异物进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及超声波检测的技术领域，具体涉及一种水质检测方法。
背景技术
在进行环境水质检测时，经常将各种水质检测传感器长期浸入到被测水样中，会使污染物大量附着在水质检测传感器上，导致传感器灵敏度下降，甚至导致传感器无法正常工作；因此现有技术采用超声换能器模块发射出超声波对水下环境进行检测，但是在检测容器中溶液的水质时，需要检测到溶液中漂浮的杂质，使其通过现有技术加入药剂进行沉淀处理，但是超声波进行检测的过程中，不仅是检测到了流体中的杂质，并且还有容器内的沉淀物，则不清楚流体中漂浮的过程中是否存在有杂质，导致检测效率降低。
发明内容
本发明目的在于提供一种水质检测方法，用于解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种水质检测方法，包括以下步骤：
S1：发射超声波对装入容器中的液体进行检测，通过反射回来的超声波转化为超声信号，且将超声信号进行传输；
S2：接受传输的超声信号，通过超声测距原理判断水中若干异物与检测点之间的距离，判断异物的聚集度；
S3：若异物的聚集度达到第一阈值，则获取水样图像；
S4：将水样图像分解为若干个检测分组，若其中至少一个检测分组的亮度值小于预设的亮度阈值，则在对应的检测分组中形成标号，可通过标号判定异物的分布位置，确定分布位置后转换成分布信息发送至控制器；
S5：控制器接受分布信息后，通过距离检测点位置的标号数量进行判断，并通过驱动装置对异物进行处理。
进一步地，在S3的步骤中还包括：当异物的聚集度达到第二阈值时，则对溶液进行超声波辐照。
进一步地，在S5的步骤中还包括：将超声波进行检测的检测点设置在容器的中部，以检测点为圆心，检测点至容器内壁之间设有若干环形距离空间，通过每个环形检测区域的标号数量来判断启动电机的转速，从而启动驱动装置进行处理。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过检测到异物聚集度达到第一阈值，在为了避免检测错误的情况下，***会获取水样图像，水样图像是通过图像识别模块以水面为基础获得的，将水样图像分解为若干个检测分组，且在***内通过水样图像进行1:1建模，建立一个虚拟平面区域，在虚拟区域内分解为若干个虚拟分组，当检测到检测分组小于亮度阈值后，在检测分组相对应的虚拟分组上形成一个标号，控制器通过判断虚拟分组内的大部分标号数量后确认容器内有异物，此时控制器启动驱动装置对其异物进行处理，这里的异物指的是流体中掺杂的杂质，控制器会通过加入药剂使流体内的杂质沉淀，则后续将杂质排除，获取水样图像的原因在于容器内的底壁可能产生了沉淀的杂质，因此最开始通过超声波进行检测，不仅是检测到了流体中的杂质，并且还有容器内的沉淀物，则不清楚流体中漂浮的过程中是否存在有杂质，因此，通过检测异物的聚集度以及对水样图像的综合分析，来解决只是靠超声波无法监测到容器内的水质情况的问题，也因此导致控制器前期无法判断是否加入药剂使其杂质沉淀到容器底部。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的虚拟分组与环形检测区域的重叠图；
图3为本发明置于容器的内部结构示意图；
图4为本发明的整体结构示意图；
图5为本发明的安装壳内部具体结构示意图；
图6为本发明的容器底壁的俯视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-连接管；2-容器；3-安装壳；4-旋转杆；5-第一齿轮；6-防水电机；7-第二齿轮；8-第一扇叶；9-连接板；10-第一套筒；11-第二套筒；12-第三齿轮；13-偏心块；14-第二扇叶；15-压缩弹簧；16-底座；17-支撑杆；18-振动支脚；19-滑槽；20-承载杆；21-十字开口；22-传输球；23-环形框；24-挤压杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1至图2所示，一种水质检测方法，具体包括以下步骤：
S1：通过超声波换能器模块发射超声波，超声波对装入容器中的水下环境进行检测，并通过超声波换能器模块接收反射回来的超声波转化为超声信号，且将超声信号进行传输；
S2：异物判断模块接受传输的超声信号，通过超声测距原理判断水中若干异物与检测点之间的距离，判断异物的聚集度；
S3：若异物的聚集度达到第一阈值，则通过图像处理模块获取水样图像；
S4：将水样图像分解为若干个检测分组，若其中至少一个检测分组的亮度值小于预设的亮度阈值，则在对应的检测分组中形成标号，通过将标号形成标号信息发送至控制器；
S5：控制器接受标号信息后，通过距离检测点位置的标号数量进行判断，并通过驱动装置对异物进行处理。
这里需要提到的是，若检测到异物聚集度达到第一阈值，在为了避免检测错误的情况下，***会获取水样图像，水样图像是通过图像识别模块获取的检测水样的水面图像，将检测水样以水面为基准面分解为若干个检测分组，且在***内通过水样图像进行1:1建模，建立一个虚拟平面区域，在虚拟平面区域内分解为若干个虚拟分组，与检测水样的检测分组相对应，***对水样图像进行图像识别，获得各个虚拟分组区域的亮度，若存在虚拟分组亮度小于预设阈值，则在该虚拟分组区域内上形成一个标号，控制器通过判断虚拟分组内的标号数量和预设阈值比对确认容器内有异物，此时控制器启动驱动装置对其异物进行处理，这里的异物指的是流体中掺杂的杂质，控制器会通过加入药剂使流体内的杂质沉淀，则后续将杂质排除，获取水样图像的原因在于容器内的底壁可能产生了沉淀的杂质，因此最开始通过超声波进行检测，不仅是检测到了流体中的杂质，并且还有容器内的沉淀物，则不清楚流体中是否存在漂浮的杂质，因此，通过检测异物的聚集度以及对水样图像的综合分析，来解决只是靠超声波无法判断杂质位置，且无法检测容器内的水质情况进而进行水质处理的问题。
需要说明的是，在S3的步骤中还包括：当异物的聚集度达到第二阈值时，则对流体进行超声波辐照。本申请中设置的第二阈值的数值小于第一阈值的数值，当检测的异物聚集度满足了第二阈值，也就是异物的数量并不多时，此时对流体采用超声波辐照，超声波辐照流体时，液体中微小泡核在超声波作用下被激化，其表现为泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程，在声波负压相作用下产生空化泡，空化泡崩溃时产生的冲击波和射流，使这些具有氧化性的自由基和过氧化氢进入整个水溶液中，声波在媒质中传播时引起的媒质质元的振动，使位移速度加快，分子碰撞速度加快，同时对质点施加较大的冲击力，会导致分子链断裂，此效应对大分子有机物的降解效果较好。
需要说明的是，在S5的步骤中还包括：将超声波进行检测的检测点设置在水样的中部，以水面中心为圆心，以水面为基准面设有若干环形检测区域，通过每个环形检测区域的标号数量判断启动电机的转速。
这里指的环形检测区域在上述提到的虚拟平面为基准面进行设置，若干环形检测区域均以检测点为圆心，且每个环形检测区域半径不同，在上述水样图像中，环形检测区域与上述虚拟分组重叠，通过虚拟分组中的标号在环形检测区域内的数量判断异物的处理方式。优先设置三个环形检测区域，分别为L1、L2和L3，且通过控制器识别L1、L2和L3内的标号数量，则通过哪部分区域的标号数量较多来判断距离检测点的远近，L1距离检测点的距离为D1，L2距离检测点的距离为D2，L3距离检测点的距离为D3，且满足D1<D2<D3，当标号数量多聚集在L1区域时，则说明离检测点较近，驱动装置设置在检测点处，因此电机可慢速带动驱动装置进行处理；当标号数量多聚集在L2区域时，则说明离检测点置于中间处，因此电机可匀速带动驱动装置进行处理；当标号数量多聚集在L3区域时，则说明离检测点置于边缘，因此电机可快速带动驱动装置进行处理；通过设置慢速、匀速和快速的目的在于，药剂从检测点上方投入，因此当药剂融入到溶液内时，对于距离较近的物质，可让电机慢速带动驱动装置工作，使药剂能够充分融入到L1处，驱动装置可以为一个搅拌的扇叶，能够对其搅拌融合，达到对杂质的沉淀作用，若是电机正常的转速带动驱动装置进行工作，则药剂会被驱动装置带动至容器边缘，无法精确的与溶液中的杂质进行融合使其沉淀；并且当检测到大于第一阈值后，但水样图像的检测并未发现L1、L2、L3之间存在有标号，则可判断为容器内底部的沉淀物已经堆积到了一定程度，可对其容器底部的沉淀物进行处理。
实施例2：
在实施例1的基础上，还有另一种实施方式：
如图3至图6所示，容器2与连接管1相连通，容器2上设有进水口，连接管1上还设有阀门，阀门与控制器电连接，容器2内设置有安装壳3，安装壳3内设置有旋转组件和传动组件，旋转组件用于使容器2内的液体进行旋转，传动组件用于在旋转组件带动液体旋转的过程中，同时带动安装壳3进行上下振动。
若超声波检测到异物聚集度大于第一阈值时，控制器控制连接管1上的阀门进行关闭，此时控制器驱动旋转组件进行旋转，从而搅动容器2内的溶液，在容器2上连通有药筒，药筒的局部位于容器外，便于工作人员进行更换，药筒内装有沉淀药剂，沉淀药剂位于检测点的上方，容器2内壁上设有防水气缸，防水气缸的输出端设有用于遮挡药筒的遮挡片，当检测到大于第一阈值时，不仅会关闭阀门，停止容器2内的液体从连接管1流出，且控制器会控制气缸进行一个往复的运动，气缸带动遮挡片朝远离药筒方向移动5-7秒后，再次回复到初始位置，使得适量药剂可以落入容器2的液体内，并且容器2内的液体不会将容器2装满，液体到容器2内的四分之三处，防水气缸设置在容器2的顶壁，因此不会过多浸泡在液体内。这是驱动装置的优选实施方式，使得与水质检测的方法进行配合。
需要说明的是，旋转组件包括在安装壳3底壁转动设置的旋转杆4，旋转杆4的外周壁上固定套设有第一齿轮5，安装壳3外壁开设有贯穿孔，安装壳3的外壁上固定设置有防水电机6，防水电机6的输出端穿过贯穿孔后置于安装壳3内，防水电机6的输出端上设置有与第一齿轮5相配合的第二齿轮7，旋转杆4活动贯穿安装壳3后竖直向上延伸，在旋转杆4的延伸端上设有第一扇叶8。
本发明通过判断容器2内的液体是否大于第一阈值，若大于预设的第一阈值，控制器启动防水电机6通过第二齿轮7带动第一齿轮5转动，第一齿轮5的转动带动旋转杆4进行转动，旋转杆4上设置的第一扇叶8进行转动从而达到对容器2内液体进行搅拌的效果。
需要说明的是，传动组件包括固定设置于安装壳3内侧壁上的连接板9，连接板9上固定设置有第一套筒10，第一套筒10内壁转动设置有第二套筒11，第二套筒11靠近第一齿轮5的端部设有与第二齿轮7相啮合的第三齿轮12，旋转杆4活动贯穿第三齿轮12后置于第二套筒11内，旋转杆4和内套筒上均设有偏心块13，安装壳3的底部通过弹性件与容器2的底壁连接，且第二套筒11的局部置于安装壳3外，在安装壳3外的第二套筒11上设有第二扇叶14。
本发明通过第二齿轮7转动，同时带动第一齿轮5和第三齿轮12转动，第一齿轮5转动带动旋转杆4上的第一扇叶8转动，第三齿轮12的转动带动第二套筒11在第一套筒10的内壁上转动，转动方式优先设置为在沿第一套筒10的内周壁上开设有凹槽，第二套筒11的外壁上设有与凹槽相配合的滑块，从而使得第二套筒11在第一套筒10的内周壁上进行转动，第二套筒11的转动从而带动第二扇叶14进行转动，并且第一扇叶8与第二扇叶14转动方向相反，使得容器2内的液体受到不同方向的转动，从而使药剂与溶液达到充分的搅拌，提高沉淀效率，并且通过设置的两个偏心块13，由于一个设置在旋转杆4上，一个设置在第二套筒11上，两个偏心块13也是进行相反方向的转动，两个偏心块13产生的横向离心力可以进行相互抵消，而垂直离心力则相互叠加，通过的高速转动以及底部设置的弹性件，可使得安装壳3上下振动，则能够让第一扇叶8和第二扇叶14转动的区域扩大。
需要说明的是，弹性件包括压缩弹簧15和底座16，底座16上设置有至少两个支撑杆17，支撑杆17通过压缩弹簧15与安装壳3的底部连接，每个连接于底座16上的支撑杆17端部均与振动支脚18铰接，且每个振动支脚18与底座16之间的夹角为锐角，振动支脚18滑动设置与容器2的底壁。
本发明通过设置的6个支撑杆17，每个支撑杆17均铰接有一个振动支脚18，6个振动支脚18在容器2的底壁上滑动设置，由于支撑杆17与容器2的底壁滑动设置，两个偏心块13对安装壳3有上下移动的趋势，使得振动支脚18在容器2的底壁上滑动，且振动支脚18在滑动过程中，每个振动支脚18与底座16之间的夹角从锐角转变为钝角，达到安装壳3进行上下的振动。
实施例3：
在实施例1的基础上，还有另一种实施方式：
容器2底壁设置有与振动支脚18数量相同的滑槽19，振动支脚18的底部设置有与滑槽19相配合的滑块。振动支脚18上的滑块可在滑槽19内进行移动，达到振动支脚18在容器2底壁滑动的功能。
实施例4：
在实施例1和2的基础上，还有另一种实施方式：
在底座16的底部设置有承载杆20，容器2的底部开设有通孔，通孔处用密封件进行密封，密封件上设有十字开口21，承载杆20上设置有挤压十字开口21的传输球22。安装壳3在上下振动过程中，传输球22也进行上下的移动，但传输球22并不会与密封件接触，传输球22位于密封件的正上方，密封件为橡胶，橡胶上开设有十字开口21，只有当安装壳3的底部产生沉淀物时，传输球22会接触沉淀物，一般沉淀物沉淀后是沉淀物，传输球22接触沉淀物，并对沉淀物产生竖直向下的挤压，因此传输球22是通过沉淀物与密封件接触，沉淀物通过十字开口21流动至容器2的底部。
实施例5：
在实施例3的基础上，还有另一种实施方式：
十字开口21将密封件分为四片，传输球22上套设有环形框23，环形框23上间隔设置有四个挤压杆24，挤压杆24靠近容器2底部的端部置于传输球22的下方，挤压杆24用于挤压密封件十字开口21处朝容器2底部方向翻转。本发明设置的挤压杆24可通过沉淀物先接触十字开口21，使十字开口21打开后，通过传输球22的再次挤压，加快沉淀物从十字开口21处流动至容器2的底壁的流速。
实施例6：
在实施例1的基础上，还包括另一种实施方式，
容器2的底部竖直向下凹陷，形成漏斗状，密封件设置于凹陷处，使容器2底部的沉淀物均滑动至凹陷处，避免容器2底部残留大量沉淀物。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水质检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：发射超声波对装入容器（2）中的液体进行检测，通过反射回来的超声波转化为超声信号，且将超声信号进行传输；
S2：接受传输的超声信号，通过超声测距原理判断水中若干异物与检测点之间的距离，判断异物的聚集度；
S3：若异物的聚集度达到第一阈值，则获取水样图像；
S4：将水样图像分解为若干个检测分组，若其中至少一个检测分组的亮度值小于预设的亮度阈值，则在对应的检测分组中形成标号，可通过标号判定异物的分布位置，确定分布位置后转换成分布信息发送至控制器；
S5：控制器接受分布信息后，通过距离检测点位置的标号数量进行判断，并通过驱动装置对异物进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种水质检测方法，其特征在于，在S3的步骤中还包括：当异物的聚集度达到第二阈值时，则对溶液进行超声波辐照。
3.根据权利要求1所述的一种水质检测方法，其特征在于，在S5的步骤中还包括：将超声波进行检测的检测点设置在容器（2）的中部，以检测点为圆心，检测点至容器（2）内壁之间设有若干环形距离空间，通过每个环形检测区域的标号数量来判断启动电机的转速，从而启动驱动装置进行处理。
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