本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種液體清澈度檢測方法、系統(tǒng)和裝置。

背景技術(shù)：

液體清澈度是一種評價(jià)液體受污染程度的重要參數(shù)。以水為例，水的清澈度能夠直接反映出水的清潔程度，因此如何快速、準(zhǔn)確的測量水的清澈度一直是一個(gè)重要課題?，F(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常是依靠人的觀察以及實(shí)驗(yàn)室測試：人的觀察實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，但是結(jié)果無法量化且非常不準(zhǔn)確；實(shí)驗(yàn)室測試可以得到非常準(zhǔn)確的效果，但是其實(shí)時(shí)性很差。由此可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種實(shí)時(shí)性強(qiáng)且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度在可接受范圍內(nèi)的液體清澈度測試方法、裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)進(jìn)行液體清澈度檢測的方法和裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種液體清澈度檢測方法，包括：

確定液體的實(shí)際流速，利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速；

根據(jù)所述實(shí)際流速與測量流速之間的差確定液體的清澈度。

其中，根據(jù)所述實(shí)際流速與測量流速之間的差確定液體的清澈度，具體包括：

液體越污濁則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速越接近實(shí)際流速；液體越清澈則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速與實(shí)際流速的差值越大。

其中，確定液體的實(shí)際流速，具體包括：

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體按流經(jīng)預(yù)設(shè)通道，并根據(jù)電機(jī)的輸出功率確定液體的實(shí)際流速；

或

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體流經(jīng)預(yù)設(shè)通道，以通過設(shè)置于預(yù)設(shè)通道內(nèi)的流量計(jì)獲取液體的實(shí)際流速；

或

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪的轉(zhuǎn)速確定液體的實(shí)際流動(dòng)角速度；

或

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪上的角速度傳感器確定液體的實(shí)際流動(dòng)角速度。

其中，利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速，具體包括：

利用設(shè)置于看液體流動(dòng)方向上方的光流傳感器確定液體的測量流速；其中所述預(yù)設(shè)通道具有預(yù)設(shè)照明條件。

其中，利用設(shè)置于看液體流動(dòng)方向上方的光流傳感器確定液體的測量流速，具體包括：

將液體輸入到桶狀內(nèi)腔中,所述內(nèi)腔中設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪；通過設(shè)置在液體流動(dòng)方向上的光流傳感器獲取液體流動(dòng)參數(shù),并通過以下公式確定利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下液體的測量流速ωreal

其中△x和△y為光流傳感器得到的x軸和y軸的瞬時(shí)位移，△t為產(chǎn)生該瞬間位移的時(shí)間間隔，r為從光流傳感器視覺范圍中心到所述桶狀內(nèi)腔中心的距離。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種液體清澈度檢測裝置，包括用于容置液體的桶裝內(nèi)腔，所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有進(jìn)液口和排液口，且所述桶裝內(nèi)腔中設(shè)有驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪；且所述桶裝內(nèi)腔的頂部設(shè)有用于在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速的光流傳感器，以根據(jù)液體的實(shí)際流速及測量流速之間的差確定液體的清澈度。

其中，根據(jù)液體的實(shí)際流速以及利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速之間的差確定液體的清澈度，具體包括：

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪的轉(zhuǎn)速確定液體的實(shí)際流速ωset；

將液體輸入到桶狀內(nèi)腔中,所述內(nèi)腔中設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪；通過設(shè)置在液體流動(dòng)方向上的光流傳感器獲取液體流動(dòng)參數(shù),并通過以下公式確定利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下液體的測量流速ωreal

其中△x和△y為光流傳感器得到的x軸和y軸的瞬時(shí)位移，△t為產(chǎn)生該瞬間位移的時(shí)間間隔，r為從光流傳感器視覺范圍中心到所述桶狀內(nèi)腔中心的距離；

根據(jù)所述測量流速ωreal與實(shí)際流速ωset之間的差值確定液體的清澈度。

其中，根據(jù)所述測量流速ωreal與實(shí)際流速ωset之間的差值確定液體的清澈度，具體包括：

液體越污濁則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速越接近實(shí)際流速；液體越清澈則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速與實(shí)際流速的差值越大。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種液體清澈度檢測系統(tǒng)，包括如前任一項(xiàng)所述的裝置，還包括連接所述裝置的控制端，所述控制端連接所述裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以確定液體的實(shí)際流速，且所述控制端還連接裝置的光流傳感器以確定液體的測量流速，并根據(jù)實(shí)際流速及量流速之間的差確定液體的清澈度。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述方法提供了一種液體清澈度檢測方法、系統(tǒng)和裝置，能夠長時(shí)間放置在液體中并不斷地進(jìn)行測試，可以滿足實(shí)時(shí)性的要求。同時(shí)測試結(jié)果可以量化其保證測試度量的一致性，可以提供可信的參考數(shù)據(jù)。且該方案無需使用任何耗材或額外設(shè)備，一次投入即可長時(shí)間使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的液體清澈度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的液體清澈度檢測方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明的基本原理是：光流傳感器是根據(jù)成像亮點(diǎn)的位置變化得出目標(biāo)的瞬時(shí)位移；當(dāng)流水處于污濁狀態(tài)時(shí)，成像亮點(diǎn)較為清晰便于水流速度的計(jì)算，流水越渾濁則水流速度的計(jì)算越準(zhǔn)確。而當(dāng)流水處于清澈狀態(tài)時(shí)，成像亮點(diǎn)不明顯則不利于水流速度的計(jì)算，流水越清澈則估計(jì)的水流速度越趨于零。本發(fā)明正是利用上述原理，在預(yù)定的因此，通過上述方法計(jì)算出的水流速度與水流的渾濁程度呈現(xiàn)出強(qiáng)線性相關(guān)特性，本發(fā)明借助角速度傳感器設(shè)定的角速度值作為參考，與計(jì)算估計(jì)的水流轉(zhuǎn)速結(jié)果一起構(gòu)建了出線性關(guān)系，形成判決條件得出流水的污濁程度。

利用上述原理，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種液體清澈度檢測方法，包括：

確定液體的實(shí)際流速，利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速；

根據(jù)所述實(shí)際流速與測量流速之間的差確定液體的清澈度。

其中，根據(jù)所述實(shí)際流速與測量流速之間的差確定液體的清澈度，具體包括：

液體越污濁則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速越接近實(shí)際流速；液體越清澈則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速與實(shí)際流速的差值越大。

其中，對于如何確定如何利用光流傳感器來測量“測量流速”以及如何測量“實(shí)際流速”，本發(fā)明實(shí)施例中采用如下方法測量“實(shí)際流速”：

①通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體按流經(jīng)預(yù)設(shè)通道，并根據(jù)電機(jī)的輸出功率確定液體的實(shí)際流速。這種方案適合于有專門的液體流動(dòng)通道的設(shè)備。

②通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體流經(jīng)預(yù)設(shè)通道，以通過設(shè)置于預(yù)設(shè)通道內(nèi)的流量計(jì)獲取液體的實(shí)際流速。這種方案適合于有專門的液體流動(dòng)通道的設(shè)備。

③通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪的轉(zhuǎn)速確定液體的實(shí)際流動(dòng)角速度。這種方案適用于如圖1所示的設(shè)備，該設(shè)備將在隨后進(jìn)行詳細(xì)說明。

④通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪上的角速度傳感器確定液體的實(shí)際流動(dòng)角速度。這種方案適用于如圖1所示的設(shè)備，該設(shè)備將在隨后進(jìn)行詳細(xì)說明。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中采用如下方法測量“測量流速”：

利用設(shè)置于看液體流動(dòng)方向上方的光流傳感器確定液體的測量流速；其中所述預(yù)設(shè)通道具有預(yù)設(shè)照明條件；具體包括：

將液體輸入到桶狀內(nèi)腔中,所述內(nèi)腔中設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪；通過設(shè)置在液體流動(dòng)方向上的光流傳感器獲取液體流動(dòng)參數(shù),并通過以下公式確定利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下液體的測量流速ωreal

其中△x和△y為光流傳感器得到的x軸和y軸的瞬時(shí)位移，△t為產(chǎn)生該瞬間位移的時(shí)間間隔，r為從光流傳感器視覺范圍中心到所述桶狀內(nèi)腔中心的距離。

如圖1所示的，本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種液體清澈度檢測裝置，包括用于容置液體的桶裝內(nèi)腔1，所述桶裝內(nèi)腔1設(shè)有進(jìn)液口11和排液口12，且所述桶裝內(nèi)腔1中設(shè)有驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪4；且所述桶裝內(nèi)腔1的頂部設(shè)有用于在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速的光流傳感器2，以根據(jù)液體的實(shí)際流速及測量流速之間的差確定液體的清澈度。其中，波輪4連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)3以驅(qū)動(dòng)所述波輪4轉(zhuǎn)動(dòng)。

其中，根據(jù)液體的實(shí)際流速以及利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速之間的差確定液體的清澈度，具體包括：

通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液體在桶裝內(nèi)腔中旋轉(zhuǎn),且所述桶裝內(nèi)腔設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪,通過所述波輪的轉(zhuǎn)速確定液體的實(shí)際流速ωset；

將液體輸入到桶狀內(nèi)腔中,所述內(nèi)腔中設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述液體轉(zhuǎn)動(dòng)的波輪；通過設(shè)置在液體流動(dòng)方向上的光流傳感器獲取液體流動(dòng)參數(shù),并通過以下公式確定利用光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下液體的測量流速ωreal

其中△x和△y為光流傳感器得到的x軸和y軸的瞬時(shí)位移，△t為產(chǎn)生該瞬間位移的時(shí)間間隔，r為從光流傳感器視覺范圍中心到所述桶狀內(nèi)腔中心的距離；

根據(jù)所述測量流速ωreal與實(shí)際流速ωset之間的差值確定液體的清澈度。

其中，根據(jù)所述測量流速ωreal與實(shí)際流速ωset之間的差值確定液體的清澈度，具體包括：

液體越污濁則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速越接近實(shí)際流速；液體越清澈則光流傳感器在預(yù)設(shè)照明條件下確定液體的測量流速與實(shí)際流速的差值越大。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提出了一種液體清澈度檢測系統(tǒng)，包括如前任一項(xiàng)所述的裝置，還包括連接所述裝置的控制端，所述控制端連接所述裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以確定液體的實(shí)際流速，且所述控制端還連接裝置的光流傳感器以確定液體的測量流速，并根據(jù)實(shí)際流速及量流速之間的差確定液體的清澈度。

如圖2所示的，該裝置和系統(tǒng)可以通過以下步驟計(jì)算清澈度：

步驟1，獲取基于角速度傳感器的水流轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速為ωset；

步驟2，基于光流傳感器的實(shí)時(shí)水流轉(zhuǎn)速計(jì)算，需要將從光流傳感器獲取的瞬時(shí)位移轉(zhuǎn)換為水流的轉(zhuǎn)速。具體地，從光流傳感器得到的瞬時(shí)位移為△x和△y，產(chǎn)生該位移的時(shí)間間隔為△t，從光流傳感器視覺范圍中心到裝置中心的距離為r，則實(shí)時(shí)計(jì)算的水流轉(zhuǎn)速ωreal可從以下公式推出

步驟3，水流轉(zhuǎn)速差異指標(biāo)計(jì)算，根據(jù)下式得出

步驟4，流水渾濁程度判斷，具體地，當(dāng)c小于第一檢測門限t1時(shí)，則認(rèn)為水流處于嚴(yán)重渾濁狀態(tài)；當(dāng)c超過第一檢測門限t1同時(shí)小于第二檢測門限t2時(shí)，則認(rèn)為水流處于輕度渾濁狀態(tài)；當(dāng)c大于第二檢測門限t2時(shí)，則認(rèn)為水流處于清澈狀態(tài)。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。