城市雨污水排放系統(tǒng)中水位與流量檢測的研究.pdf

1、當(dāng)今水環(huán)境問題已引起社會各界的廣泛關(guān)注，研究城市排水系統(tǒng)中水位與流量的檢測，對水資源的綜合規(guī)劃及保護有重要意義，為解決城市水環(huán)境污染發(fā)揮了巨大的作用。本課題來自國家水體污染控制與治理重大專項“高截污率城市雨污水管網(wǎng)建設(shè)、改造和運行調(diào)控技術(shù)研究與工程示范”(課題編號：2008ZX07317-001)，本文主要完成的工作有：
　　 1、水位檢測。水位是水患安全問題的指標(biāo)之一，水位的在線檢測是保證水患安全的重要措施。目前水位檢測普遍采

2、用的水尺仍是傳統(tǒng)型的，其刻度通常都是用阿拉伯?dāng)?shù)字來標(biāo)記。但是數(shù)字的字形信息量很小，使得準(zhǔn)確區(qū)分某些數(shù)字相當(dāng)困難，計算量大，識別率不高，從而導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不精確。為解決這一問題本文提出一種新型水位尺，在此基礎(chǔ)上結(jié)合圖像處理技術(shù)進行水位的自動檢測，該技術(shù)不僅豐富了圖像處理的內(nèi)容，而且為水位自動檢測提供了新的思路。
　　 本實驗裝置通過安裝在河道柱子上方的CCD攝像機及下方的照明光源采集新型水位尺的圖像，然后對采集到的水尺圖像進行預(yù)處理

3、，即對水尺圖像進行灰度化轉(zhuǎn)換、直方圖均衡化、中值濾波、Canny邊緣檢測及形態(tài)學(xué)處理等操作，使圖像噪聲降低；最后，通過Otsu法進行圖像分割，進一步提取關(guān)鍵性的特征進行識別。
　　 2、流量測量。本文針對雨污水混接這一現(xiàn)象對城市的負面影響，結(jié)合雨污水流量的特點，提出一種基于超聲波的雨污水流量測量方法。
　　 本文簡單介紹了超聲波流量檢測技術(shù)的基本原理和實現(xiàn)方法，在借鑒和吸收國內(nèi)外先進的超聲波流量檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了

4、一套系統(tǒng)硬件，并且給出了系統(tǒng)軟件的設(shè)計思想。其中硬件系統(tǒng)以R5F212A7SNFA芯片為核心，包括超聲波信號的產(chǎn)生與功率放大、信號接收與放大，數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示。根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，求取管道中流體流速，結(jié)合其它數(shù)據(jù)，進一步求出流體流量。
　　 本文提出的基于新型水尺和圖像處理的水位自動檢測技術(shù)，克服了傳統(tǒng)數(shù)字誤識率高這一問題，從識別效果來看，新型“田”字形水尺，在識別程度上有了明顯的改善，識別率達100％，明顯提高了檢測精度。