[發明專利]一種微氣泡和絮體綜合檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201811167730.5
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109187646A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 王永磊;劉威;田立平;杜振齊;周安然;趙亮;鞠玲;李亞男;米記茹;秦堯;劉宇雷
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;C02F1/24
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，包括混凝-氣浮系統、原位觀測系統、電位檢測系統、攝像系統和圖像分析系統；

所述混凝-氣浮系統包括依次連接的氣泵、進氣閥、溶氣罐、出水閥、氣浮控制器、釋氣針，氣浮池，所述氣浮池的左側壁自上至下設置有多個觀測窗，所述氣浮池內設置有程控式攪拌器；

所述原位觀測系統包括位于氣浮池內的多個燈箱，每個燈箱的位置均與觀測窗對應，所述燈箱側壁設置有磨砂玻璃，在磨砂玻璃外側安裝有第一目鏡測微尺，所述第一目鏡測微尺外側設置有透明玻璃，所述透明玻璃粘接在觀測窗右側，所述磨砂玻璃通過固定螺栓與透明玻璃連接，通過調整固定螺栓，第一目鏡測微尺與透明玻璃之間的距離可調；

所述電位檢測系統包括沿氣浮池右側池壁自上至下設置的多個進液管，每個進液管均連接一個觀測室，所述觀測室豎直設置，所述觀測室內設置有電極，所述電極中間設置有第二目鏡測微尺，所述觀測室的左右側面分別設置有玻璃窗；

所述攝像系統包括設置在氣浮池左右兩側的攝像機，所述攝像機裝有顯微鏡頭，位于左側的攝像機的鏡頭對應觀測窗，位于右側的攝像機的鏡頭對應玻璃窗；

所述攝像機電連至圖像分析系統，所述圖像分析系統包括帶有圖像分析軟件的計算機。

2.如權利要求1所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述氣浮池外側設置有支架，程控式攪拌器的執行端位于氣浮池內，控制端固定于支架上。

3.如權利要求2所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述進液管與氣浮池之間設置有固定環，通過固定環可調節氣浮池內的進液管部分的長度。

4.如權利要求3所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述觀測室均通過出水管連接至連通管，所述連通管固定在支架右側。

5.如權利要求4所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述電極連接有電極電源控制器，所述電極電源控制器固定在支架右側。

6.如權利要求1所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述燈箱為喇叭口形，在燈箱的小徑端內設置有光源，所述光源包括LED燈板和電池。

7.如權利要求5所述的一種微氣泡和絮體綜合檢測系統，其特征在于，所述支架的左右側面分別設置有相機云臺，所述相機云臺與支架之間通過高度可調的支架滑軌實現活動連接，位于支架右側的相機云臺上安裝LED燈，所述LED燈電連至LED功率調節器。

8.一種利用權利要求7所述系統觀察氣泡粒徑和泡絮碰撞粘附過程的方法，其特征在于，步驟如下：

（1）向溶氣罐加水至半桶，封閉溶氣罐，開啟氣泵，使空氣充分溶于水中；

（2）向氣浮池內加原水至最上側的觀測窗，水位達最高點；

（3）將攝像機放置到左側的相機云臺上，調節支架滑軌的位置，將相機云臺調節至需要觀察的觀測窗的高度，使光源、觀測窗、鏡頭處于同一水平線上；

（4）開啟攝像機、LED燈板以及計算機軟件，使畫面對焦于第二目鏡測微尺的刻度前；

（5）編輯攪拌程序，加入絮凝劑后開啟程控式攪拌器，使之按照預定程序進行混凝操作；

（6）混凝結束后，調節氣浮控制器開始釋放溶氣水；

（7）迅速調節LED燈板的亮度，使畫面內氣泡及絮體清晰可見；

（8）點擊軟件內的記錄按鈕，記錄氣泡運動圖像，使用Image-Pro Premier軟件對記錄圖像進行分析計算；

（9）重復步驟（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8），經多次試驗，利用計算機圖像處理軟件分析氣泡運動圖像，得到氣浮池內不同高度位置的氣泡參數、泡絮體尺寸、泡絮粘附狀態等特征；

（10）實驗結束后關閉LED燈板、攝像機、計算機、氣泵，清洗氣浮池，排空溶氣罐和氣泵內的空氣，并將溶氣罐內剩余的水排凈。

9.一種利用權利要求7所述系統觀察氣泡粒徑和泡絮碰撞粘附過程的方法，其特征在于，步驟如下：

（1）取下氣浮池內的程控式攪拌器；

（2）向溶氣罐加水至半桶，封閉溶氣罐，開啟氣泵，使空氣充分溶于水中；

（3）向氣浮池內加水至最上觀測窗水位達最高點；

（4）將攝像機放置到右側的相機云臺上，調節支架滑軌的位置，將LED燈和攝像機調節至需要觀察的玻璃窗的高度，并使LED燈、玻璃窗、鏡頭處于同一水平線上；

（5）開啟攝像機、LED燈和計算機，使畫面對焦于第一目鏡測微尺的刻度前；

（6）調節電極電源控制器，使觀測池內電場強度達到預定值；

（7）調節氣浮控制器，開始釋放溶氣水；

（8）調節LED功率調節器，使畫面內氣泡清晰可見；

（9）點擊軟件內的記錄按鈕，記錄氣泡運動圖像，使用Image-Pro Premier軟件對記錄圖像進行分析計算；

（10）重復步驟（4）、（5）、（6）、（7）、（8）、（9），經多次試驗，利用計算機圖像處理軟件分析氣泡運動圖像，結合計算公式得到氣浮池內不同高度位置的氣泡電位；

（11）試驗結束后關閉電極電源控制器14、LED燈、攝像機、氣泵，清洗氣浮池，排空溶氣罐和氣泵內的空氣，并將溶氣罐內剩余的水排凈。