[发明专利]一种用于污水在线分析的智能系统及其使用方法

权利要求书

1.一种用于污水在线分析的智能系统，包括污水采集模块和用于对污水采集模块进行在线分析的污水分析模块，其特征在于：还包括

图像监测模块、图像分析模块，图像分析模块通过所述图像监测模块对所述智能系统安装处的水面环境进行在线分析；

水流监测模块，对水流速度进行分析并判定是否超过水流速度阈值；

PLC控制模块，对图像分析模块的处理数据和水流监测模块的处理数据进行接收；

转动保护机构，当PLC控制模块判定水面上有速度和体积都超过设定阈值的物体靠近所述智能系统时或者当PLC控制模块接收到水流速度超过设定阈值的信息时，PLC控制模块控制转动保护机构对所述智能系统进行转动保护；

所述转动保护机构包括一圆柱形的箱体(1)，所述箱体(1)侧面开设有沿其中心线相对称的两个开口(2)，所述箱体(1)上端设置有一用于所述智能系统固定安装的安装轴(3)，所述安装轴(3)下端通过竖向轴(51)固定连接有竖直旋转步进电机(53)，所述竖直旋转步进电机(53)底部通过转动环(54)与箱体(1)连接，竖直旋转步进电机(53)在竖直方向上通过转动环(54)带动箱体(1)围绕竖直方向上进行转动，转动环(54)与竖直旋转步进电机(53)的旋转轴之间枢接，转动环(54)绕转动环(54)与竖直旋转步进电机(53)的旋转轴之间的枢接轴进行旋转，竖向轴(51)下部侧壁上固定设置水平旋转步进电机(55)，水平旋转步进电机(55)水平设置的旋转轴通过连接块(56)与箱体(1)的顶部连接，在所述 水平旋转步进电机(55)转动时，带动箱体(1)绕水平方向旋转，竖直旋转步进电机(53)和水平旋转步进电机(55)由PLC控制模块控制转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于污水在线分析的智能系统，其特征在于：所述转动保护机构还包括安装在箱体(1)上的拉力传感器和至少一个刮板(4)，所述拉力传感器安装在箱体(1)与转动环(54)连接处；所述刮板(4)安装在箱体(1)的侧面上，并通过安装在安装轴(3)上的直流电机(57)驱动围绕箱体(1)侧面转动，所述直流电机(57)输出端通过一个中空的转动套(52)连接所述刮板(4)，转动套(52)转动套接于竖向轴(51)上，转动套(52)的侧壁上固定刮板(4)；所述直流电机(57)和拉力传感器均与PLC控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于污水在线分析的智能系统，其特征在于：所述智能系统还包括通信传输模块，所述污水分析模块、图像分析模块、水流监测模块的分析数据经过存储模块进行数据备份并由通信传输模块进行数据传输；所述通信传输模块、存储模块、污水采集模块、污水分析模块、PLC控制模块、图像分析模块均设置在转动保护机构内；所述水流监测模块至少有两个且分别安装在两个开口(2)处，所述图像监测模块安装在安装轴(3)上端并伸出水面。

4.根据权利要求3所述的一种用于污水在线分析的智能系统，其特征在于：所述图像分析模块的在线分析包括对图像监测模块拍摄的图像中的运动目标采用帧间差分法进行速度分析和对图像进行增强、二值化、目标提取的预处理，从而分析出上游目标物体大小的体积；当所述图像分析模块中分析的运动物体速度和体积均大于PLC控制模块中设置的水面上物体运动速度和体积阈值时，PLC控制模块控制水平旋转步进电机(55)带动箱体(1)围绕水平方向转动60度角。

5.根据权利要求3所述的一种用于污水在线分析的智能系统，其特征在于：所述PLC控制模块电性连接有定位模块、报警模块，所述PLC控制模块与通信传输模块信号连接。

6.一种如权利要求1中所述的用于污水在线分析的智能系统的使用方法，其特征在于：包括下列步骤，

第一步，对水面环境进行图像采集，同时对水流速度进行采集；

第二步，对所述图像中的运动物体进行速度和体积分析，同时对水流速度进行分析，判断是否超过设定阈值；

若没有超过设定阈值，反复进行第一步，否则进行第三步；

第三步，当图像中的运动物体速度和体积均超过设定阈值或者水流速度超过设定阈值时，控制转动保护机构对所述智能系统进行转动保护。